JP2788561B2 - Semiconductor laser light source device and bar code reader - Google Patents

Semiconductor laser light source device and bar code reader

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JP2788561B2
JP2788561B2 JP3179611A JP17961191A JP2788561B2 JP 2788561 B2 JP2788561 B2 JP 2788561B2 JP 3179611 A JP3179611 A JP 3179611A JP 17961191 A JP17961191 A JP 17961191A JP 2788561 B2 JP2788561 B2 JP 2788561B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、半導体レーザを用いた
半導体レーザ光源装置に関する。バーコード読取装置や
レーザプリンタ装置に対しては、小型で低価格であるこ
とが要望されており、このため、レーザビームの走査機
構などの機械的な可動部分をはじめ各部の小型化が必要
とされている。これに応じて、レーザプリンタ装置にお
いては、He−Neレーザなどの気体レーザに代えて、赤外
線半導体レーザを用いた光源装置を採用することによ
り、装置全体の小型化が実現されている。一方、赤外線
では読みにくいバーコードが付けられた商品などが多数
市販されているため、バーコード読取装置の光源として
は可視光源が適しており、赤外線半導体レーザを用いる
ことによって光走査装置を小型化する方法は適用されて
いなかった。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor laser light source device using a semiconductor laser. Barcode readers and laser printers are required to be small and inexpensive, so it is necessary to reduce the size of mechanically movable parts such as a laser beam scanning mechanism. Have been. Accordingly, in a laser printer device, a light source device using an infrared semiconductor laser is used in place of a gas laser such as a He-Ne laser, thereby realizing the miniaturization of the entire device. On the other hand, since many products with barcodes that are difficult to read with infrared light are on the market, a visible light source is suitable as the light source of the barcode reader, and the optical scanning device can be downsized by using an infrared semiconductor laser. The method of doing was not applied.

【0002】しかし、近年、発振波長700nm以下の可
視光の半導体レーザが製品化されたことから、半導体レ
ーザを用いた光源装置を採用し、バーコード読取装置全
体の小型化および低価格化を図ることが要望されてい
る。
However, in recent years, since a visible light semiconductor laser having an oscillation wavelength of 700 nm or less has been commercialized, a light source device using the semiconductor laser is employed to reduce the size and cost of the entire bar code reader. It is desired.

【0003】[0003]

【従来の技術】図14,図15に、従来のバーコード読
取装置の構成を示す。図14において、He−Neレーザか
ら射出したレーザビームは、凹面鏡503に設けられた
開口部を介してポリゴンミラー504に入射し、このポ
リゴンミラー504の回転に応じて、図15に示すよう
に、パターン合成ミラー505a,505b,505c
を順に走査する。これらのパターン合成ミラー505a
〜505cによって反射されたレーザビームが、ミラー
506によって反射されて読取窓に取り付けられた固定
ホログラム507に入射し(図14参照)、この固定ホ
ログラム507の回折作用により折り曲げられ、図16
に示すように様々な走査パターンを描きながら、商品な
どの物体131に付けられたバーコード132を照明す
る構成となっている。また、このバーコードによって散
乱された光の一部は、図14に点線で示すように、上述
したレーザビームの光路を逆進して凹面鏡503に入射
し、この凹面鏡503とミラー541によって光検出器
542に導かれ、この光検出器542の出力の変化に基
づいて、読取処理部543が上述したバーコード132
を読み取る構成となっている。
2. Description of the Related Art FIGS. 14 and 15 show the structure of a conventional bar code reader. 14, a laser beam emitted from a He-Ne laser enters a polygon mirror 504 through an opening provided in a concave mirror 503, and according to the rotation of the polygon mirror 504, as shown in FIG. Pattern synthesis mirrors 505a, 505b, 505c
Are sequentially scanned. These pattern combining mirrors 505a
The laser beam reflected by .about.505c is reflected by the mirror 506 and enters the fixed hologram 507 attached to the reading window (see FIG. 14), and is bent by the diffraction action of the fixed hologram 507, and FIG.
The bar code 132 attached to the object 131 such as a product is illuminated while drawing various scanning patterns as shown in FIG. A part of the light scattered by the bar code is incident on the concave mirror 503 by reversing the optical path of the above-mentioned laser beam as shown by a dotted line in FIG. 14, and the light is detected by the concave mirror 503 and the mirror 541. The reading processing unit 543 is guided to the bar code 132 based on the change in the output of the photodetector 542.
Is read.

【0004】この構成は、読取窓に固定されたホログラ
ムの回折作用によって、読取窓に垂直な方向の走査パタ
ーン(図16において、矢印Aで示す)を得ることによ
り、バーコード読取装置の薄型化を図ったものであり、
ホロウインド方式と呼ばれている。また、上述した固定
ホログラム507に結像機能を持たせることにより、バ
ーコード132からの散乱光を効率的に光検出器542
に集光することを可能としている。
In this configuration, a bar code reader is made thinner by obtaining a scanning pattern (indicated by an arrow A in FIG. 16) in a direction perpendicular to the reading window by a diffraction action of a hologram fixed to the reading window. That is,
This is called the hollow-in method. In addition, by providing the fixed hologram 507 with an image forming function, the scattered light from the bar code 132 can be efficiently detected by the photodetector 542.
It is possible to collect light.

【0005】また、円周方向に複数の異なるパターンを
有するホログラムを備えた円盤(以下、ホログラムディ
スクと称する)をモータで回転させ、このホログラムデ
ィスクにレーザビームを入射することによってレーザビ
ームを走査する方式もあり、ホログラムディスク方式と
呼ばれている。
Further, a disk provided with a hologram having a plurality of different patterns in the circumferential direction (hereinafter, referred to as a hologram disk) is rotated by a motor, and the laser beam is scanned by irradiating the hologram disk with the laser beam. There is also a method, which is called a hologram disk method.

【0006】図17にホログラムディスク方式のバーコ
ード読取装置の構成を示す。図17において、レーザビ
ームは、集光レンズ641に設けられた開口部を介して
入射し、ミラー601によって折り曲げられてホログラ
ムディスク602に入射する。このホログラムディスク
602には、ホログラムディスク602の半径方向との
角度を連続的に変化させながら、ホログラムディスク6
02の斜め下方にレーザビームを回折させるパターンを
有するホログラムが備えられている。
FIG. 17 shows a configuration of a hologram disk type bar code reader. In FIG. 17, a laser beam enters through an opening provided in a condenser lens 641, is bent by a mirror 601, and enters a hologram disk 602. While continuously changing the angle of the hologram disk 602 with respect to the radial direction, the hologram disk 6
A hologram having a pattern for diffracting a laser beam is provided diagonally below 02.

【0007】従って、ホログラムディスク602を回転
させることにより、レーザビームは、数枚のパターン合
成ミラー603を順に走査し、これらのパターン合成ミ
ラー603によって反射された後に、ミラー604によ
って撥ね上げられ、読取窓605を介して射出される。
通常、3枚〜5枚のパターン合成ミラー603が備えら
れているが、図においては、1枚のパターン合成ミラー
603を代表して示した。
Therefore, by rotating the hologram disk 602, the laser beam scans several pattern combining mirrors 603 in order, and after being reflected by these pattern combining mirrors 603, is repelled by the mirror 604 and read. Emitted through window 605.
Usually, three to five pattern combining mirrors 603 are provided, but one pattern combining mirror 603 is shown as a representative in the figure.

【0008】これにより、上述したホロウインド方式と
同様に、様々な走査パターンが得られ、これらの走査パ
ターンを描いて走査されるレーザビームによって物体1
31上のバーコード132が照明される。また、このバ
ーコード132によって散乱された光の一部は、図17
に点線で示すように上述した光路を逆進し、集光レンズ
641によって光検出器642に集光されており、この
光検出器642の出力に基づいて、読取処理部643が
上述したバーコードを読み取る構成となっている。
As a result, various scanning patterns are obtained in the same manner as in the above-described hollow-in system, and the object 1 is scanned by a laser beam that is drawn and scanned.
The barcode 132 on 31 is illuminated. A part of the light scattered by the barcode 132 is shown in FIG.
As shown by a dotted line, the light travels in the above-described optical path, and is condensed on the photodetector 642 by the condensing lens 641. Based on the output of the photodetector 642, the reading processing unit 643 Is read.

【0009】ここで、ホログラムには、上述した回折作
用とともに結像作用をも持たせることが可能であるの
で、走査手段としてホログラムディスク402を用いる
ことにより、別に結像光学系を設けて、読取窓から射出
するレーザビームを絞る必要がなくなり、光走査装置を
小型化することができる。
Here, since the hologram can have an image-forming function as well as the above-described diffraction function, by using the hologram disk 402 as the scanning means, an image-forming optical system is separately provided to read the image. There is no need to stop down the laser beam emitted from the window, and the optical scanning device can be downsized.

【0010】また、このホログラムディスク方式の光走
査装置は、レーザプリンタ装置にも用いられている。図
18に、レーザビームプリンタ装置の構成を示す。
This hologram disk type optical scanning device is also used in a laser printer. FIG. 18 shows the configuration of the laser beam printer.

【0011】図18において、半導体レーザ701から
射出した光は、コリメータレンズ702によってビーム
に整形された後に、ホログラムディスク703の下面に
斜めに入射する構成となっている。このホログラムディ
スク703の回折作用によって、上述したレーザビーム
は斜め上方に折り曲げられるとともに、ホログラムディ
スク703の回転に応じて、その円周の接線方向(図1
8において矢印Bで示した)に走査される。更に、ホロ
グラムディスク703に設けた各ホログラムは、上述し
た回折作用とともに結像作用を持っており、斜め上方に
折り曲げられたレーザビームを感光ドラム704上で結
像して、感光ドラム704上で鮮明な画像を得る構成と
なっている。
In FIG. 18, light emitted from a semiconductor laser 701 is obliquely incident on the lower surface of a hologram disk 703 after being shaped into a beam by a collimator lens 702. Due to the diffraction effect of the hologram disk 703, the above-described laser beam is bent obliquely upward, and according to the rotation of the hologram disk 703, the tangential direction of its circumference (FIG. 1).
8 (indicated by arrow B). Further, each hologram provided on the hologram disk 703 has an image forming action together with the above-described diffraction action, and forms an image on the photosensitive drum 704 with the laser beam bent obliquely upward, so that it is sharp on the photosensitive drum 704. It is configured to obtain a perfect image.

【0012】このように、旧来、ポリゴンミラーやガル
バノミラーなどの走査素子と固定ミラーおよびレンズな
どの結像用光学系からなっていた走査機構をホログラム
を利用したビーム走査機構に置き換えることにより、バ
ーコード読取装置やレーザビームプリンタ装置の小型化
が実現されている。
As described above, by replacing a scanning mechanism, which has conventionally been composed of a scanning element such as a polygon mirror or a galvano mirror and an optical system for imaging such as a fixed mirror and a lens, with a beam scanning mechanism using a hologram, a bar scanning is realized. Code readers and laser beam printers have been downsized.

【0013】[0013]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したよ
うにビーム走査機構の小型化が実現されたことにより、
光源として用いられているHe−Neレーザの発振管の直径
が相対的に大きくなっており、バーコード読取装置の寸
法が、このHe−Neレーザの発振管の大きさによって制限
されるまでになっている。従って、バーコード読取装置
を更に小型化するためには、光源として、可視光半導体
レーザを採用する必要がある。
By the way, as described above, the miniaturization of the beam scanning mechanism has been realized.
The diameter of the oscillation tube of the He-Ne laser used as a light source is relatively large, and the size of the barcode reader is limited by the size of the oscillation tube of the He-Ne laser. ing. Therefore, in order to further reduce the size of the barcode reader, it is necessary to employ a visible light semiconductor laser as a light source.

【0014】しかしながら、発振波長が700nm以下の
半導体レーザ(以下、単に半導体レーザと称する)は、
温度変化や出力の変化に応じて発振モードが変化し、発
振波長が変化する性質を持っている。例えば、半導体レ
ーザの温度が温度Ti から温度Ti+1 に変化すると、発
振モードが発振モードiから発振モードi+1に遷移
し、これにより、図19に示すように、発振波長は波長
λi から波長λi+1 に変化する。また、温度Ti から温
度Ti+1 に変化する途中では、2つの発振モードが並び
立つモード競合状態となり、この状態においては、2つ
の発振モードに対応する波長の光が同時に射出される。
However, a semiconductor laser having an oscillation wavelength of 700 nm or less (hereinafter simply referred to as a semiconductor laser)
The oscillation mode changes according to a change in temperature or output, and the oscillation wavelength changes. For example, the temperature of the semiconductor laser is changed from the temperature T i of the temperature T i + 1, the oscillation mode is shifted to the oscillation mode i + 1 from the oscillation mode i, thereby, as shown in FIG. 19, the oscillation wavelength is the wavelength lambda i To a wavelength λ i + 1 . In the course of the change from the temperature T i to the temperature T i + 1 , a mode competition state occurs in which the two oscillation modes are arranged side by side. In this state, light beams having wavelengths corresponding to the two oscillation modes are simultaneously emitted.

【0015】一方、上述したホログラムを利用したビー
ム走査機構は、レーザビームの波長が一定であることを
前提としている。これは、レーザビームの方向を偏向す
るために利用している回折作用が、非常に波長依存性の
高い作用だからである。
On the other hand, the beam scanning mechanism using the hologram described above is based on the premise that the wavelength of the laser beam is constant. This is because the diffraction effect used to deflect the direction of the laser beam is an operation having a very high wavelength dependency.

【0016】例えば、図18に示したレーザビームプリ
ンタのホログラムディスク703に入射するレーザビー
ムの波長が波長λi から波長λi+1 に変化すると、図1
8に点線で示すように、ホログラムディスク703を射
出するレーザビームの方向が変化し、感光ドラム704
上での結像位置がずれてしまう。また、上述したような
モード競合状態となると、実質的にレーザビームのビー
ム径が拡がることになるため、感光ドラム704上での
像がぼけてしまう。
[0016] For example, when the wavelength of the laser beam incident on the hologram disk 703 of the laser beam printer shown in FIG. 18 is changed from the wavelength lambda i of the wavelength lambda i + 1, 1
As shown by the dotted line in FIG. 8, the direction of the laser beam emitted from the hologram disk 703 changes,
The above image formation position is shifted. Further, in the mode competition state as described above, the beam diameter of the laser beam is substantially expanded, so that the image on the photosensitive drum 704 is blurred.

【0017】図14,図17に示したバーコード読取装
置においても同様であるが、バーコード読取装置におい
ては、レーザビームが描く走査パターンの位置に対して
は比較的大きい誤差が許されるので、主に、モード競合
状態によってレーザビームのビーム径が拡がることが問
題となる。特に、ホロウインド方式のバーコード読取装
置においては、図20に示すように、モード競合状態に
おいてはビーム径が走査方向に拡がって分解能が低下す
るため、バーコードの読取精度が著しく劣化してしま
う。
The same applies to the bar code readers shown in FIGS. 14 and 17, but in the bar code reader, a relatively large error is allowed with respect to the position of the scanning pattern drawn by the laser beam. The main problem is that the beam diameter of the laser beam expands due to the mode competition state. In particular, in the hollow-type bar code reader, as shown in FIG. 20, in a mode competition state, the beam diameter expands in the scanning direction and the resolution is reduced, so that the bar code reading accuracy is significantly deteriorated. .

【0018】従って、光源を単に半導体レーザに置き換
えただけでは、半導体レーザの不安定性のために上述し
たような様々な問題点が生じ、装置の小型化と引換え
に、読取精度や印刷品質が犠牲となってしまう。
Therefore, simply replacing the light source with a semiconductor laser causes various problems as described above due to the instability of the semiconductor laser. In exchange for the downsizing of the apparatus, reading accuracy and print quality are sacrificed. Will be.

【0019】他方、半導体レーザの単一の発振モードに
固定して使用するための技術としては、半導体レーザに
ペルチェ素子などの温度制御素子を隣接させ、半導体レ
ーザの温度を一定に保つ方法が知られている。しかし、
半導体レーザの各素子間にはばらつきがあるため、上述
した発振モードの遷移が起こる温度は、半導体レーザ素
子によってまちまちである。このため、ペルチェ素子に
設定する温度を一律に決定すると、半導体レーザの状態
をモード競合状態に固定してしまう可能性がある。ま
た、半導体レーザの駆動回路とは別に、ペルチェ素子を
駆動するための回路が必要となり、光源装置の回路規模
が増大してしまう。
On the other hand, as a technique for fixing a semiconductor laser in a single oscillation mode, a method is known in which a temperature control element such as a Peltier element is arranged adjacent to the semiconductor laser to keep the temperature of the semiconductor laser constant. Have been. But,
Since there is variation among the elements of the semiconductor laser, the temperature at which the transition of the oscillation mode occurs varies depending on the semiconductor laser element. Therefore, if the temperature set for the Peltier element is determined uniformly, there is a possibility that the state of the semiconductor laser is fixed to the mode competition state. Further, a circuit for driving the Peltier element is required separately from the driving circuit of the semiconductor laser, and the circuit scale of the light source device is increased.

【0020】本発明は、半導体レーザを単一モードで安
定に発振可能とする半導体レーザ光源装置を提供するこ
とを目的とする。また、この光源装置を適用して小型の
バーコード読取装置を提供することを目的とする。
An object of the present invention is to provide a semiconductor laser light source device capable of stably oscillating a semiconductor laser in a single mode. It is another object of the present invention to provide a small-sized bar code reader by applying the light source device.

【0021】[0021]

【課題を解決するための手段】図1は、請求項1の半導
体レーザ光源装置の構成を示す図である。請求項1の発
明は、半導体レーザ101から射出するレーザビームの
一部を分離して、モード検出用レーザビームとして射出
する分離手段111と、 モード検出用レーザビームに
含まれる光の波長に基づいて、半導体レーザ101の発
振モードを判別するモード判別手段112と、モード判
別手段112による判別結果に応じて、半導体レーザ1
01に供給する駆動電流を変更して、半導体レーザ10
1の発振モードを目標とする発振モードに制御する制御
手段113とを備えたことを特徴とする。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a semiconductor laser light source device according to the present invention. The invention according to claim 1 is based on a separation unit 111 that separates a part of a laser beam emitted from the semiconductor laser 101 and emits the part as a mode detection laser beam, based on a wavelength of light included in the mode detection laser beam. A mode discriminating means 112 for discriminating the oscillation mode of the semiconductor laser 101;
01, the drive current supplied to the semiconductor laser 10 is changed.
Control means 113 for controlling the first oscillation mode to the target oscillation mode.

【0022】図2は、請求項2ないし請求項4の半導体
レーザ光源装置の構成を示す図である。請求項2の発明
は、半導体レーザ101から射出するレーザビームの一
部を分離して、モード検出用レーザビームとして射出す
る分離手段111と、モード検出用レーザビームに含ま
れる光の波長に基づいて、半導体レーザ101のモード
競合状態を検出する検出手段121と、検出手段121
による検出結果に応じて、半導体レーザ101に供給す
る駆動電流を変更して、半導体レーザ101の発振モー
ドを制御する制御手段122を備えたことを特徴とす
る。
FIG. 2 is a diagram showing the configuration of the semiconductor laser light source device of the second to fourth aspects. The invention according to claim 2 is based on a separation unit 111 that separates a part of a laser beam emitted from the semiconductor laser 101 and emits the laser beam as a mode detection laser beam, based on a wavelength of light included in the mode detection laser beam. Detecting means 121 for detecting a mode competition state of semiconductor laser 101, and detecting means 121
And a control unit 122 that changes the drive current supplied to the semiconductor laser 101 in accordance with the detection result by the control unit 122 and controls the oscillation mode of the semiconductor laser 101.

【0023】請求項3の発明は、請求項2に記載の半導
体レーザ光源装置において、制御手段122が、通常
は、所定の基準電流を半導体レーザ101に供給し、モ
ード競合状態が検出されてから所定の時間だけ、基準電
流とは異なる所定の駆動電流を半導体レーザ101に供
給する構成であることを特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, in the semiconductor laser light source device according to the second aspect, the control means 122 normally supplies a predetermined reference current to the semiconductor laser 101 and waits after a mode competition state is detected. It is characterized in that a predetermined drive current different from the reference current is supplied to the semiconductor laser 101 for a predetermined time.

【0024】請求項4の発明は、請求項2に記載の半導
体レーザ光源装置において、制御手段122が、モード
競合状態が検出されるごとに、基準電流とこの基準電流
とは異なる所定の駆動電流とを切り換えて半導体レーザ
101に供給する構成であることを特徴とする。
According to a fourth aspect of the present invention, in the semiconductor laser light source device according to the second aspect, the control means 122 controls the reference current and a predetermined drive current different from the reference current each time a mode competition state is detected. Is switched and supplied to the semiconductor laser 101.

【0025】図3は、請求項5のバーコード読取装置の
構成を示す図である。請求項5の発明は、請求項2に記
載の半導体レーザ光源装置110と、半導体レーザ光源
装置110から入射したレーザビームをその波長に応じ
て走査して、物体131に付されたバーコード132を
照明するビーム走査機構133と、バーコード132か
らの散乱光の強度変化に基づいて、バーコードの読取処
理を行う読取手段134とを備えたことを特徴とする。
FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a bar code reading device according to a fifth aspect. According to a fifth aspect of the present invention, the bar code 132 attached to the object 131 is scanned by scanning the semiconductor laser light source device 110 according to the second aspect with a laser beam incident from the semiconductor laser light source device 110 according to the wavelength. It is characterized by comprising a beam scanning mechanism 133 for illuminating and reading means 134 for performing a barcode reading process based on a change in intensity of scattered light from the barcode 132.

【0026】[0026]

【作用】請求項1の発明は、分離手段111が分離した
モード検出用レーザビームの波長に基づいて、モード判
別手段112が半導体レーザ101の発振モードを判別
し、この判別結果に応じて、制御手段113が半導体レ
ーザ101に供給する駆動電流を変更することにより、
半導体レーザ101の光出力を制御して、半導体レーザ
101の発振モードを目標とする発振モードに安定化す
ることができる。
According to the first aspect of the present invention, the mode discriminating means 112 discriminates the oscillation mode of the semiconductor laser 101 based on the wavelength of the mode detecting laser beam separated by the separating means 111, and performs control according to the discrimination result. By changing the drive current supplied to the semiconductor laser 101 by the means 113,
By controlling the optical output of the semiconductor laser 101, the oscillation mode of the semiconductor laser 101 can be stabilized to the target oscillation mode.

【0027】請求項2の発明は、分離手段111が分離
したモード検出用レーザビームの波長に基づいて、検出
手段121がモード競合状態を検出し、制御手段122
が、この検出結果に応じて駆動電流を変更することによ
り、半導体レーザ101の光出力を変動させ、モード競
合状態から脱出させることができる。
According to a second aspect of the present invention, the detecting means 121 detects the mode competition state based on the wavelength of the mode detecting laser beam separated by the separating means 111, and the control means 122
However, by changing the drive current in accordance with the detection result, the optical output of the semiconductor laser 101 can be changed to escape from the mode competition state.

【0028】また、制御手段122が、モード競合状態
が検出されてから所定の時間だけ所定の駆動電流を半導
体レーザ101に供給することにより、所定のエネルギ
ー変化を半導体レーザ101に与えて、モード競合状態
から脱出させ、単一モードで発振させることができる。
Further, the control means 122 supplies a predetermined drive current to the semiconductor laser 101 for a predetermined time after the mode competition state is detected, thereby giving a predetermined energy change to the semiconductor laser 101 and causing the mode competition. It is possible to escape from the state and oscillate in a single mode.

【0029】また、制御手段122が、モード競合状態
が検出されるごとに基準電流と所定の駆動電流とを切り
換えることにより、所定のエネルギー変化を半導体レー
ザ101に与えて、モード競合状態から脱出させ、単一
モードで発振させることができる。
Further, the control means 122 switches the reference current and the predetermined drive current each time the mode competition state is detected, thereby giving a predetermined energy change to the semiconductor laser 101 to escape from the mode competition state. And can be oscillated in a single mode.

【0030】請求項5の発明は、半導体レーザ光源装置
110により、単一モードで発振している半導体レーザ
101からのレーザビームが射出されるので、ビーム走
査機構133が有する波長依存性にかかわらず、細く絞
られたレーザビームで物体131上のバーコード132
を照明することができる。したがって、読取手段134
は、バーコード132からの散乱光の強度変化に基づい
て、従来と同等の精度でバーコード132を読み取るこ
とができ、読取精度を犠牲にすることなく、バーコード
読取装置の小型化を図ることができる。
According to the fifth aspect of the present invention, since the semiconductor laser light source device 110 emits a laser beam from the semiconductor laser 101 oscillating in a single mode, regardless of the wavelength dependency of the beam scanning mechanism 133. A bar code 132 on an object 131 with a narrowly focused laser beam
Can be illuminated. Therefore, the reading means 134
Can read the barcode 132 with the same accuracy as before, based on the intensity change of the scattered light from the barcode 132, and reduce the size of the barcode reader without sacrificing the reading accuracy. Can be.

【0031】[0031]

【実施例】以下、図面に基づいて本発明の実施例につい
て詳細に説明する。図4は、請求項1の半導体レーザ光
源装置の実施例構成を示す。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 4 shows the configuration of an embodiment of the semiconductor laser light source device of the first aspect.

【0032】図4において、半導体レーザ光源装置は、
半導体レーザ(LD)101からのレーザ光をコリメー
タレンズ702によって整形して得られるレーザビーム
を射出する構成となっている。
In FIG. 4, the semiconductor laser light source device comprises:
The laser beam from the semiconductor laser (LD) 101 is shaped by a collimator lens 702 to emit a laser beam.

【0033】また、上述したレーザビームの一部は、図
4において点線で示すように、分離手段111に相当す
るホログラム211によって回折され、CCDアレイ2
12の受光面上に結像する構成となっている。以下、ホ
ログラム211によって回折されたレーザビームをモー
ド検出用レーザビームと称する。
A part of the above-mentioned laser beam is diffracted by the hologram 211 corresponding to the separating means 111 as shown by a dotted line in FIG.
It is configured to form an image on the 12 light receiving surfaces. Hereinafter, the laser beam diffracted by the hologram 211 is referred to as a mode detection laser beam.

【0034】ここで、ホログラム211による回折角
は、入射するレーザビームの波長に依存するので、半導
体レーザ101が発振モードi(波長λi )で発振して
いるときと発振モードi+1(波長λi+1 )で発振して
いるときとでは、図5に示すように、モード検出用レー
ザビームの結像位置はCCDアレイ212上のそれぞれ
別の位置となる。従って、モード検出用レーザビームの
結像位置からその波長を得ることができ、この波長に対
応する発振モードを判別することができる。
Here, the angle of diffraction by the hologram 211 depends on the wavelength of the incident laser beam. Therefore, when the semiconductor laser 101 is oscillating in the oscillation mode i (wavelength λ i ), the oscillation mode i + 1 (wavelength λ i When the laser beam oscillates at ( +1 ), as shown in FIG. 5, the imaging positions of the mode detecting laser beam are different positions on the CCD array 212, respectively. Therefore, the wavelength can be obtained from the imaging position of the mode detection laser beam, and the oscillation mode corresponding to this wavelength can be determined.

【0035】例えば、半導体レーザ101が各発振モー
ドで発振しているときのモード検出用レーザビームがC
CDアレイ212の対応する素子上で結像するように、
上述したホログラム211とCCDアレイ212とを配
置し、ピーク検出部213により、CCDアレイ212
の各素子の中から出力がピーク値をとる素子を結像位置
として検出すればよい。また、この場合は、ピーク検出
部213によって得られる素子の番号に対応する発振モ
ードを判別結果として出力する構成とすればよい。
For example, when the semiconductor laser 101 is oscillating in each oscillation mode, the mode detecting laser beam is C
To form an image on a corresponding element of the CD array 212,
The hologram 211 and the CCD array 212 described above are arranged, and the peak detector 213 detects the CCD array 212.
The element whose output has a peak value among the respective elements may be detected as the imaging position. In this case, the configuration may be such that the oscillation mode corresponding to the element number obtained by the peak detection unit 213 is output as a determination result.

【0036】このようにして、ホログラム211とCC
Dアレイ212とピーク検出部213とにより、モード
検出手段112の機能を実現することができる。なお、
分離手段111としてビームスプリッタを用い、モード
検出手段112において、分光器などを用いてモード検
出用レーザビームを分光する構成としてもよい。
Thus, the hologram 211 and the CC
The function of the mode detection unit 112 can be realized by the D array 212 and the peak detection unit 213. In addition,
The beam splitter may be used as the separation unit 111, and the mode detection unit 112 may be configured to split the mode detection laser beam using a spectroscope or the like.

【0037】また、図4において、比較回路221とド
ライバ回路222とは、制御手段113に相当するもの
であり、比較回路221が、上述した判別結果と所定の
閾値とを比較し、この比較結果に応じて、ドライバ回路
222が、半導体レーザ101に供給する駆動電流の変
更する構成となっている。
In FIG. 4, the comparison circuit 221 and the driver circuit 222 correspond to the control means 113, and the comparison circuit 221 compares the above-described determination result with a predetermined threshold value. , The driver circuit 222 changes the drive current supplied to the semiconductor laser 101.

【0038】例えば、比較回路221に、所定の発振モ
ードでの波長に対応するCCDアレイ212の素子の番
号を閾値として設定しておき、この比較回路221によ
り、入力された測定結果が上述した閾値と一致しないと
されたときに、ドライバ回路222が、発振モードのず
れが発生したと判断して駆動電流を変更すればよい。
For example, the number of the element of the CCD array 212 corresponding to the wavelength in the predetermined oscillation mode is set as a threshold value in the comparison circuit 221, and the measurement result input by the comparison circuit 221 is used as the threshold value. If it does not match, the driver circuit 222 may determine that an oscillation mode shift has occurred and change the drive current.

【0039】このようにして、モード判別手段112に
よる判別結果に応じて、半導体レーザ101に供給する
駆動電流を変更することができ、これにより、半導体レ
ーザ101の光出力を変化させて、半導体レーザ101
の発振モードを制御することができる。
In this manner, the drive current supplied to the semiconductor laser 101 can be changed in accordance with the result of the discrimination by the mode discriminating means 112, whereby the light output of the semiconductor laser 101 is changed and the semiconductor laser 101 is changed. 101
Oscillation mode can be controlled.

【0040】特に、ドライバ回路222が、上述した比
較回路221によって検出された発振モードのずれの方
向に応じて、駆動電流を増大あるいは減少することによ
り、半導体レーザ101を所定の発振モードに固定した
状態で安定に発振させることができる。
In particular, the driver circuit 222 fixes the semiconductor laser 101 to a predetermined oscillation mode by increasing or decreasing the drive current in accordance with the direction of the oscillation mode shift detected by the comparison circuit 221 described above. Oscillation can be stably performed in the state.

【0041】このようにして、波長700nm以下の可視
光半導体レーザを用いて安定した発振波長が得られる半
導体レーザ光源装置を実現することができる。また、ド
ライバ回路222は、半導体レーザ101を駆動するた
めに不可欠な要素であり、このドライバ回路222を利
用して半導体レーザ101の発振モードを制御する構成
とすることにより、ペルチェ素子を用いた場合に比べて
ハードウェア量の増大を抑えて、低価格化および小型化
を図ることができる。
In this way, a semiconductor laser light source device that can obtain a stable oscillation wavelength using a visible light semiconductor laser having a wavelength of 700 nm or less can be realized. The driver circuit 222 is an indispensable element for driving the semiconductor laser 101. By using the driver circuit 222 to control the oscillation mode of the semiconductor laser 101, a driver circuit 222 is used. As compared with the above, the increase in the amount of hardware can be suppressed, and the price can be reduced and the size can be reduced.

【0042】この半導体レーザ光源装置は、図18に示
したレーザビームプリンタ装置のように、半導体レーザ
の発振モード変化によるレーザビームの走査位置のずれ
およびビーム径の拡がりを許さない装置に適している。
This semiconductor laser light source device is suitable for a device which does not allow a shift of a scanning position of a laser beam and an expansion of a beam diameter due to a change in an oscillation mode of a semiconductor laser, such as a laser beam printer device shown in FIG. .

【0043】図6に、図4に示した半導体レーザ光源装
置を適用したレーザビームプリンタ装置の実施例構成図
を示す。図6において、レーザビームプリンタ装置は、
従来のレーザビームプリンタ装置(図18参照)に、分
離手段111に相当するホログラム221と、このホロ
グラム211とCCDアレイ212とピーク検出部21
3とからなるモード判別手段112と、比較回路221
とドライバ回路222とからなる制御手段113とを付
加し、このドライバ回路222が、半導体レーザ101
に駆動電流を供給する構成となっている。
FIG. 6 shows an embodiment of a laser beam printer device to which the semiconductor laser light source device shown in FIG. 4 is applied. In FIG. 6, the laser beam printer device includes:
A hologram 221 corresponding to the separating means 111, a hologram 211, a CCD array 212, and a peak detector 21 are provided in a conventional laser beam printer (see FIG. 18).
3 and a comparison circuit 221.
And a control circuit 113 including a driver circuit 222, and the driver circuit 222
Is supplied with a drive current.

【0044】この場合は、ホログラム211をコリメー
タレンズ702とホログラムディスク703との間に配
置し、上述した実施例と同様に、このホログラム211
によって回折されたモード検出用レーザビームに交差す
る位置にCCDアレイ212を配置すればよい。
In this case, the hologram 211 is disposed between the collimator lens 702 and the hologram disk 703, and the hologram 211 is disposed in the same manner as in the above-described embodiment.
What is necessary is just to arrange | position the CCD array 212 in the position which intersects the laser beam for mode detection diffracted by.

【0045】これにより、上述したようにして、モード
判別手段112と制御手段113とによって半導体レー
ザ101の出力を制御して、半導体レーザ101の発振
モードを所定の発振モードに安定化させることができる
ので、感光ドラム704上でのレーザビームの走査位置
のずれおよび像のぼけを防ぐことができる。したがっ
て、従来のように、発振モードの変動に伴う波長変動を
光学系で補償する必要はなく、光学系の設計を容易とし
て、レーザビームプリンタ装置の低価格化を図ることが
できる。
Thus, as described above, the output of the semiconductor laser 101 is controlled by the mode determining means 112 and the control means 113, and the oscillation mode of the semiconductor laser 101 can be stabilized at a predetermined oscillation mode. Therefore, it is possible to prevent the displacement of the scanning position of the laser beam on the photosensitive drum 704 and the blurring of the image. Therefore, unlike the related art, it is not necessary to compensate for the wavelength fluctuation due to the fluctuation of the oscillation mode by the optical system, and the design of the optical system is facilitated, and the price of the laser beam printer can be reduced.

【0046】一方、バーコード読取装置に半導体レーザ
光源装置を適用する場合は、上述したレーザビームプリ
ンタ装置の場合とは違って、モード競合状態のみを回避
すればよく、所定の発振モードに固定する制御を行う必
要はない。
On the other hand, when the semiconductor laser light source device is applied to the bar code reading device, unlike the above-described laser beam printer device, only the mode competition state needs to be avoided, and the oscillation mode is fixed to a predetermined oscillation mode. No control is required.

【0047】以下、半導体レーザ光源装置において、モ
ード競合状態を回避する方法について説明する。図7に
請求項2の半導体レーザ光源装置の実施例構成図を示
す。
Hereinafter, a method for avoiding the mode competition state in the semiconductor laser light source device will be described. FIG. 7 shows a configuration diagram of an embodiment of the semiconductor laser light source device of claim 2.

【0048】図7において、半導体レーザ光源装置は、
図4に示した半導体レーザ光源装置と同様に、半導体レ
ーザ101から射出されるレーザ光からホログラム21
1を用いてモード検出用レーザビームを分離して、CC
Dアレイ212上に結像する構成となっている。
In FIG. 7, the semiconductor laser light source device comprises:
As in the case of the semiconductor laser light source device shown in FIG.
1 to separate the mode detection laser beam,
An image is formed on the D array 212.

【0049】また、図7において、このホログラム21
1とCCDアレイ212と比較回路321と判定回路3
22とは、検出手段121を形成しており、比較回路3
21が、CCDアレイ212の各素子の出力と所定の閾
値とを順次に比較し、判定回路322が、この比較回路
321により、複数の素子の出力が上述した閾値を超え
たか否かを判定する構成となっている。
In FIG. 7, this hologram 21
1, the CCD array 212, the comparison circuit 321, and the judgment circuit 3
22 forms the detecting means 121, and the comparing circuit 3
21 sequentially compares the output of each element of the CCD array 212 with a predetermined threshold value, and the determination circuit 322 determines whether or not the outputs of the plurality of elements exceed the above-described threshold value by the comparison circuit 321. It has a configuration.

【0050】ここで、上述した閾値として、CCDアレ
イ212の雑音レベルよりも充分に大きい値を比較回路
321に設定しておけば、この閾値を超える出力が得ら
れるCCDアレイ212の素子は、モード検出用レーザ
ビームの結像位置に対応する素子のみである。従って、
該当する素子が複数あるということは、モード検出用レ
ーザビームには、複数の発振モードに対応する波長の光
が含まれていること、即ち、半導体レーザ101がモー
ド競合状態であることを示している。
Here, if a value sufficiently larger than the noise level of the CCD array 212 is set in the comparison circuit 321 as the above-mentioned threshold value, the elements of the CCD array 212 that can obtain an output exceeding this threshold value are in the mode. Only the element corresponding to the imaging position of the detection laser beam. Therefore,
The presence of a plurality of corresponding elements indicates that the laser beam for mode detection contains light having a wavelength corresponding to a plurality of oscillation modes, that is, the semiconductor laser 101 is in a mode competition state. I have.

【0051】従って、上述した判定回路322は、複数
の素子の出力が閾値を超えたか否かを例えばそれぞれ論
理“1”,論理“0”で示し、この判定結果をモード競
合状態を検出した旨の検出結果として制御手段122に
相当するドライバ回路323に送出すればよい。
Therefore, the above-described determination circuit 322 indicates whether or not the outputs of the plurality of elements have exceeded the threshold value by, for example, logic “1” and logic “0”, respectively. May be sent to the driver circuit 323 corresponding to the control unit 122 as a detection result of the control unit 122.

【0052】この検出結果に応じて、ドライバ回路32
3が半導体レーザ101に供給する駆動電流を変更する
ことにより、半導体レーザ101の光出力が変動し、モ
ード競合状態から脱出させることができる。
According to the detection result, the driver circuit 32
By changing the drive current supplied to the semiconductor laser 101 by the semiconductor laser 101, the optical output of the semiconductor laser 101 fluctuates, and it is possible to escape from the mode competition state.

【0053】このようにして、モード競合状態の検出に
応じて、モード競合状態から脱出させる発振モード制御
が可能となるので、半導体レーザ101を単一モードに
保つことができ、不安定な性質を有する可視光半導体レ
ーザを用いて、安定な半導体レーザ光源装置を実現する
ことができる。
In this way, the oscillation mode can be controlled to escape from the mode competition state in response to the detection of the mode competition state. Therefore, the semiconductor laser 101 can be kept in the single mode, and the unstable property can be obtained. A stable semiconductor laser light source device can be realized using the visible light semiconductor laser.

【0054】次に、上述した制御手段122による駆動
電流の制御方法について具体的に説明する。図8に、請
求項3の制御手段122の実施例構成図を示す。
Next, a method of controlling the drive current by the control means 122 will be specifically described. FIG. 8 shows an embodiment of the control means 122 according to the third aspect.

【0055】図8において、制御手段122は、検出手
段121によって得られる検出結果に応じて切換信号を
生成する切換信号生成回路420と、切換信号に応じ
て、基準電流I0 と別の所定の駆動電流I1 とを切換出
力するドライバ回路424とを備えて構成されている。
In FIG. 8, the control means 122 includes a switching signal generating circuit 420 for generating a switching signal according to the detection result obtained by the detecting means 121, and a predetermined current different from the reference current I 0 according to the switching signal. A driver circuit 424 for switching and outputting the drive current I 1 is provided.

【0056】上述したように、検出手段121により、
モード競合状態が検出されたか否かが論理“1”および
論理“0”で示される場合は、図8に示すように、アン
ドゲート421とD型フリップフロップ422とタイマ
423とから切換信号生成回路420を形成すればよ
い。この場合は、切換信号生成回路420は、クロック
信号の入力に応じて、上述した検出手段121による検
出結果を読み込んで、D型フリップフロップ422の出
力を切換信号として出力する構成となっている。また、
タイマ423は、アンドゲート421の出力の立ち上が
りに同期して動作を開始し、所定の時間τ後に、上述し
たD型フリップフロップ422をクリアする構成となっ
ている。また、ドライバ回路424は、切換信号として
論理“0”が入力されたときに基準電流I0 を出力し、
論理“1”が入力されたときに所定の駆動電流I1 を出
力して半導体レーザ101に供給する構成とすればよ
い。
As described above, the detection means 121
In the case where whether or not a mode competition state is detected is indicated by logic "1" and logic "0", as shown in FIG. 8, a switching signal generation circuit is formed by an AND gate 421, a D-type flip-flop 422, and a timer 423. 420 may be formed. In this case, the switching signal generation circuit 420 is configured to read the detection result of the above-described detection unit 121 in response to the input of the clock signal, and output the output of the D-type flip-flop 422 as a switching signal. Also,
The timer 423 starts operating in synchronization with the rise of the output of the AND gate 421, and clears the D-type flip-flop 422 after a predetermined time τ. The driver circuit 424 outputs the reference current I 0 when the logic “0” is input as the switching signal,
When the logic “1” is input, a predetermined drive current I 1 may be output and supplied to the semiconductor laser 101.

【0057】これにより、通常は基準電流I0 を半導体
レーザ101に供給し、モード競合状態の検出に応じ
て、所定の時間τだけ所定の駆動電流I1 を供給するこ
とができ、これに応じて、半導体レーザ101の光出力
は、図9に示すように変化する。但し、図9において、
光出力P0 は基準電流I0 に対応する光出力であり、光
出力P1 と駆動電流I1 に対応する光出力である。
Thus, normally, the reference current I 0 can be supplied to the semiconductor laser 101, and the predetermined drive current I 1 can be supplied for a predetermined time τ in response to the detection of the mode competition state. Thus, the optical output of the semiconductor laser 101 changes as shown in FIG. However, in FIG.
The optical output P 0 is an optical output corresponding to the reference current I 0 , and is an optical output corresponding to the optical output P 1 and the driving current I 1 .

【0058】ここで、上述したタイマ423にセットす
る時間τは、(P1−P0 )×τで表されるエネルギー
が、半導体レーザ101がモード競合状態から脱出する
ために必要なエネルギーに相当するように決定すればよ
い。この場合は、ドライバ回路424からの駆動電流に
応じて、半導体レーザ101が光出力P1 を放射してい
る間に、半導体レーザ101はモード競合状態を脱出し
て単一モードとなり、その後はこの単一モードに対応す
る波長の光出力P0 を放射する。また、上述したクロッ
ク信号としては、この時間τより充分長い周期を持つク
ロック信号を切換信号生成回路420に入力すればよ
い。
Here, the time τ set in the timer 423 is the energy represented by (P 1 −P 0 ) × τ, which corresponds to the energy required for the semiconductor laser 101 to escape from the mode competition state. What is necessary is just to determine. In this case, according to the drive current from the driver circuit 424, while the semiconductor laser 101 is emitting light output P 1, the semiconductor laser 101 becomes a single mode to escape mode competition state, then the emitting light output P 0 of the wavelength corresponding to the single mode. Further, as the above-described clock signal, a clock signal having a cycle sufficiently longer than the time τ may be input to the switching signal generation circuit 420.

【0059】この場合は、ドライバ回路424におい
て、駆動電流I0 ,I1 を切換出力すればよいので、駆
動電流を連続的に変化させる構成を備える必要がなく、
ドライバ回路の構成を簡単とすることができる。また、
切換信号生成回路421は、上述したように簡単な論理
回路で実現することができるので、回路規模を増大させ
ることなく、安定な半導体レーザ光源装置を実現するこ
とができる。
In this case, the driver circuits 424 need only switch and output the drive currents I 0 and I 1, and there is no need to provide a structure for continuously changing the drive currents.
The configuration of the driver circuit can be simplified. Also,
Since the switching signal generation circuit 421 can be realized by a simple logic circuit as described above, a stable semiconductor laser light source device can be realized without increasing the circuit scale.

【0060】また、モード競合状態から脱出するために
必要なエネルギーは微小であるから、上述した光出力P
0 ,P1 の差は小さくてもよく、半導体レーザ101の
光出力をほぼ一定に保つことができる。
Since the energy required to escape from the mode competition state is very small, the light output P
The difference between 0 and P 1 may be small, and the optical output of the semiconductor laser 101 can be kept almost constant.

【0061】図10に、請求項4の制御手段122の実
施例構成図を示す。図10において、制御手段122
は、図8に示した制御手段122の切換信号生成回路4
20に代えて、切換信号生成回路430を備えて構成さ
れている。
FIG. 10 is a block diagram showing an embodiment of the control means 122 according to the fourth aspect. Referring to FIG.
Is the switching signal generation circuit 4 of the control unit 122 shown in FIG.
In place of 20, a switching signal generation circuit 430 is provided.

【0062】この切換信号生成回路430は、アンドゲ
ート431とT型フリップフロップ432とから形成さ
れており、クロック信号の入力に応じて、検出手段12
1の検出結果を読み込む構成となっている。この場合
は、検出手段121の出力としてモード競合状態を示す
論理“1”が入力されるごとに、上述したクロック信号
の立ち上がりに同期してT型フリップフロップ432の
出力が反転するので、このT型フリップフロップ432
の出力を切換信号としてドライバ回路424に入力すれ
ばよい。
The switching signal generating circuit 430 is formed of an AND gate 431 and a T-type flip-flop 432, and detects the detecting means 12 according to the input of the clock signal.
1 is read. In this case, the output of the T-type flip-flop 432 is inverted in synchronization with the rising edge of the clock signal each time the logic "1" indicating the mode conflict state is input as the output of the detection means 121. Type flip-flop 432
May be input to the driver circuit 424 as a switching signal.

【0063】この切換信号に応じて、ドライバ回路42
4により、基準電流I0 と所定の駆動電流I1 とが交互
に出力されるので、半導体レーザ101の光出力は、図
11に示すように、モード競合状態が検出されるごとに
変化する。
In response to the switching signal, driver circuit 42
4, the reference current I 0 and the predetermined drive current I 1 are alternately output, so that the optical output of the semiconductor laser 101 changes every time a mode competition state is detected, as shown in FIG.

【0064】この場合も、簡単な構成のドライバ回路4
24を用いて、所定のエネルギー変化を半導体レーザ1
01に与えてモード競合状態から脱出させることがで
き、回路規模を増大させることなく、安定な半導体レー
ザ光源装置を実現することができる。また、出力するレ
ーザビームの光量をほぼ一定に保つことができる。
In this case, too, the driver circuit 4 having a simple configuration is used.
24, a predetermined energy change is applied to the semiconductor laser 1.
01, it is possible to escape from the mode competition state, and a stable semiconductor laser light source device can be realized without increasing the circuit scale. Further, the light amount of the output laser beam can be kept substantially constant.

【0065】次に、請求項2の半導体レーザ光源装置を
適用したバーコード読取装置について説明する。図12
に、請求項5のバーコード読取装置の実施例構成図を示
す。
Next, a bar code reader to which the semiconductor laser light source device of claim 2 is applied will be described. FIG.
Next, an embodiment of the bar code reader according to the present invention is shown in FIG.

【0066】図12において、バーコード読取装置は、
図14に示した従来のバーコード読取装置に、分離手段
111に相当するホログラム211と、このホログラム
211とCCDアレイ212と比較回路321と判定回
路322とからなる検出手段121と切換信号生成回路
420とドライバ回路424とからなる制御手段122
とを付加して構成されている。また、He−Neレーザに代
えて半導体レーザ101とコリメータレンズ702とが
備えられており、上述したドライバ回路424が、この
半導体レーザ101に駆動電流を供給する構成となって
いる。
In FIG. 12, the bar code reader is
In the conventional bar code reader shown in FIG. 14, a hologram 211 corresponding to the separating means 111, a detecting means 121 comprising this hologram 211, a CCD array 212, a comparing circuit 321 and a judging circuit 322, and a switching signal generating circuit 420 And control circuit 122 comprising driver circuit 424
Are added. Further, a semiconductor laser 101 and a collimator lens 702 are provided in place of the He-Ne laser, and the above-described driver circuit 424 supplies a driving current to the semiconductor laser 101.

【0067】この場合は、上述したホログラム211を
コリメータレンズ702と凹面鏡503との間に配置
し、このホログラム211によって回折されたレーザビ
ームに交差する位置にCCDアレイ212を配置すれば
よい。これにより、CCDアレイ212の出力に基づい
て、比較回路321と判定回路322とによって、モー
ド競合状態を検出することができる。
In this case, the above-described hologram 211 may be disposed between the collimator lens 702 and the concave mirror 503, and the CCD array 212 may be disposed at a position intersecting the laser beam diffracted by the hologram 211. Thus, based on the output of the CCD array 212, the mode competition state can be detected by the comparison circuit 321 and the determination circuit 322.

【0068】また、この検出結果に応じて、切換信号生
成回路421とドライバ回路422とが、半導体レーザ
101の出力を切り換えることによって半導体レーザ1
01の発振モードを制御し、半導体レーザ101の発振
モードを単一モードに保つことができる。
The switching signal generation circuit 421 and the driver circuit 422 switch the output of the semiconductor laser 101 in accordance with the detection result, and
01 is controlled, and the oscillation mode of the semiconductor laser 101 can be kept in a single mode.

【0069】これにより、固定ホログラム507のよう
に、回折作用を有する素子を含んだビーム走査機構によ
って走査されるレーザビームのビーム径を細く保つこと
が可能となる。従って、上述した請求項2の半導体レー
ザ光源装置をバーコード読取装置に適用することによ
り、読取精度を犠牲とすることなく、バーコード読取装
置の小型化を図ることができる。
As a result, it is possible to keep the beam diameter of the laser beam scanned by the beam scanning mechanism including the element having a diffractive effect like the fixed hologram 507 small. Therefore, by applying the semiconductor laser light source device of claim 2 to a bar code reader, it is possible to reduce the size of the bar code reader without sacrificing the reading accuracy.

【0070】この場合は、従来と同様にして、凹面鏡5
03とミラー541とでバーコード132からの散乱光
を光検出器542に導くことにより、読取処理部543
は、この光検出器542の出力の変化から従来のバーコ
ード読取装置と同等の精度でバーコード132を読み取
ることができる。
In this case, the concave mirror 5
03 and the mirror 541 guide the scattered light from the bar code 132 to the photodetector 542, so that the reading processing unit 543 is provided.
Can read the barcode 132 from the change in the output of the photodetector 542 with the same accuracy as a conventional barcode reader.

【0071】また、上述した半導体レーザ光源装置をホ
ログラムディスク方式のバーコード読取装置に適用して
もよい。図13に、請求項5のバーコード読取装置の別
実施例構成図を示す。
The semiconductor laser light source device described above may be applied to a hologram disk type bar code reader. FIG. 13 is a block diagram showing another embodiment of the bar code reader according to the fifth aspect.

【0072】図13において、バーコード読取装置は、
図17に示した従来のバーコード読取装置に、分離手段
111に相当するホログラム211と、このホログラム
211とCCDアレイ212と比較回路321と判定回
路322とからなる検出手段121と、切換信号生成回
路420とドライバ回路424とからなる制御手段12
2とを付加して構成されている。また、He−Neレーザに
代えて半導体レーザ101とコリメータレンズ(レン
ズ)702とが備えられており、上述したドライバ回路
424が、この半導体レーザ101に駆動電流を供給す
る構成となっている。
In FIG. 13, the bar code reader is
In the conventional bar code reader shown in FIG. 17, a hologram 211 corresponding to the separating unit 111, a detecting unit 121 including the hologram 211, the CCD array 212, the comparing circuit 321 and the determining circuit 322, and a switching signal generating circuit Control means 12 comprising 420 and driver circuit 424
2 is added. Further, a semiconductor laser 101 and a collimator lens (lens) 702 are provided instead of the He-Ne laser, and the above-described driver circuit 424 supplies a driving current to the semiconductor laser 101.

【0073】この場合は、上述したホログラム211を
コリメータレンズ702と集光レンズ641との間に配
置し、このホログラム211によって回折されたレーザ
ビームに交差する位置にCCDアレイ212を配置すれ
ばよい。このCCDアレイ212の出力から比較回路3
21と判定回路322とによってモード競合状態を検出
することができ、この検出結果に応じて、制御手段12
2により、半導体レーザ101の発振モードを制御する
ことができる。
In this case, the hologram 211 described above may be arranged between the collimator lens 702 and the condenser lens 641, and the CCD array 212 may be arranged at a position intersecting the laser beam diffracted by the hologram 211. From the output of the CCD array 212, the comparison circuit 3
21 and the determination circuit 322 can detect a mode conflict state.
2, the oscillation mode of the semiconductor laser 101 can be controlled.

【0074】これにより、ホログラムディスク602,
パターン合成ミラー603,ミラー604からなるビー
ム走査機構によって走査されるレーザビームを細く絞ら
れた状態に保つことができるので、集光レンズ641,
光検出器642および読取処理部643からなる読取手
段134により、従来と同等の精度でバーコード132
を読み取ることができる。
Thus, the hologram disk 602,
Since the laser beam scanned by the beam scanning mechanism including the pattern synthesizing mirror 603 and the mirror 604 can be kept in a narrowed state, the condensing lens 641,
The bar code 132 is read by the reading means 134 including the photodetector 642 and the reading processing section 643 with the same accuracy as the conventional one.
Can be read.

【0075】[0075]

【発明の効果】以上説明したように本発明は、半導体レ
ーザの発振モードの判別結果あるいはモード競合状態の
検出結果に応じて、半導体レーザに供給する駆動電流を
変更することにより、半導体レーザの発振モードを制御
して半導体レーザを目標とする単一モードに安定化する
発振モード制御およびモード競合状態を脱出するための
発振モード制御が可能となるので、不安定な可視光半導
体レーザを用いて安定な半導体レーザ光源装置を実現す
ることができる。また、この半導体レーザ光源装置をバ
ーコード読取装置に適用することにより、読取精度を犠
牲にすることなく、バーコード読取装置の小型化を図る
ことができる。
As described above, according to the present invention, the oscillation current of the semiconductor laser is changed by changing the drive current supplied to the semiconductor laser in accordance with the result of discriminating the oscillation mode of the semiconductor laser or the result of detecting the mode competition state. Oscillation mode control for controlling the mode to stabilize the semiconductor laser to the target single mode and oscillation mode control for escaping the mode competition state are possible. A simple semiconductor laser light source device can be realized. Further, by applying this semiconductor laser light source device to a barcode reader, it is possible to reduce the size of the barcode reader without sacrificing the reading accuracy.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】請求項1の半導体レーザ光源装置の構成を示す
図である。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a semiconductor laser light source device according to claim 1;

【図2】請求項2ないし請求項4の半導体レーザ光源装
置の構成を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a semiconductor laser light source device according to claims 2 to 4;

【図3】請求項5のバーコード読取装置の構成を示す図
である。
FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a bar code reader according to claim 5;

【図4】請求項1の半導体レーザ光源装置の実施例構成
を示す図である。
FIG. 4 is a view showing the configuration of an embodiment of the semiconductor laser light source device according to claim 1;

【図5】波長の測定方法の説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram of a wavelength measuring method.

【図6】請求項1の半導体レーザ光源装置を適用したレ
ーザビームプリンタ装置の実施例構成図である。
FIG. 6 is a configuration diagram of an embodiment of a laser beam printer device to which the semiconductor laser light source device of claim 1 is applied.

【図7】請求項2の半導体レーザ光源装置の実施例構成
図である。
FIG. 7 is a configuration diagram of an embodiment of a semiconductor laser light source device according to claim 2;

【図8】請求項3の発明の制御手段の実施例構成図であ
る。
FIG. 8 is a block diagram showing an embodiment of the control means of the invention according to claim 3;

【図9】光出力の変化を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing a change in light output.

【図10】請求項4の発明の制御手段の実施例構成図で
ある。
FIG. 10 is a block diagram of an embodiment of a control means according to the invention of claim 4;

【図11】光出力の変化を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing a change in light output.

【図12】請求項5のバーコード読取装置の実施例構成
図である。
FIG. 12 is a block diagram of an embodiment of a bar code reader according to claim 5;

【図13】請求項5のバーコード読取装置の別実施例構
成図である。
FIG. 13 is a block diagram showing another embodiment of the bar code reader according to claim 5;

【図14】従来のバーコード読取装置の構成図である。FIG. 14 is a configuration diagram of a conventional barcode reading device.

【図15】バーコード読取装置のパターン合成ミラーの
配置を示す図である。
FIG. 15 is a diagram showing an arrangement of a pattern combining mirror of the barcode reader.

【図16】ホロウインド方式走査パターンの説明図であ
る。
FIG. 16 is an explanatory diagram of a hollow-in scanning pattern.

【図17】ホログラムディスク方式のバーコード読取装
置の構成図である。
FIG. 17 is a configuration diagram of a hologram disk type bar code reader.

【図18】レーザビームプリンタ装置の構成図である。FIG. 18 is a configuration diagram of a laser beam printer device.

【図19】半導体レーザのモード遷移の説明図である。FIG. 19 is an explanatory diagram of a mode transition of the semiconductor laser.

【図20】モード競合状態におけるビーム径の拡がりを
示す図である。
FIG. 20 is a diagram showing the spread of a beam diameter in a mode competition state.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101 半導体レーザ(LD) 110 半導体レーザ光源装置 111 分離手段 112 モード判別手段 113,122 制御手段 121 検出手段 131 物体 132 バーコード 133 ビーム走査機構 134 読取手段 211 ホログラム 212 CCDアレイ 213 ピーク検出部 221,321 比較回路 222,323,424 ドライバ回路 322 判定回路 420,430 切換信号生成回路 421,431 アンドゲート 422 D型プリップフロップ 423 タイマ 432 T型プリップフロップ 503 凹面鏡 504 ポリゴンミラー 505,603 パターン合成ミラー 506,541,601,604 ミラー 507 固定ホログラム 542,642 光検出器 543,643 読取処理部 602,703 ホログラムディスク 605 読取窓 641 集光レンズ 702 コリメータレンズ 704 感光ドラム Reference Signs List 101 semiconductor laser (LD) 110 semiconductor laser light source device 111 separating means 112 mode discriminating means 113, 122 control means 121 detecting means 131 object 132 barcode 133 beam scanning mechanism 134 reading means 211 hologram 212 CCD array 213 peak detecting parts 221 and 321 Comparison circuit 222, 323, 424 Driver circuit 322 Judgment circuit 420, 430 Switching signal generation circuit 421, 431 AND gate 422 D-type flip-flop 423 timer 432 T-type flip-flop 503 Concave mirror 504 Polygon mirror 505, 603 Pattern synthesis mirror 506, 541 , 601 and 604 Mirror 507 Fixed hologram 542 and 642 Photodetector 543 and 643 Reading processing unit 602 and 703 Hologram disk 605 Reading window 641 Condenser lens 702 Collimator lens 704 Photosensitive drum

───────────────────────────────────────────────────── 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 H01S 3/096 H04N 1/113 H04N 1/23 103──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) G06K 7/10 H01S 3/096 H04N 1/113 H04N 1/23 103

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 半導体レーザ(101)から射出するレ
ーザビームの一部を分離して、モード検出用レーザビー
ムとして射出する分離手段(111)と、 前記モード検出用レーザビームに含まれる光の波長に基
づいて、前記半導体レーザ(101)の発振モードを判
別するモード判別手段(112)と、 前記モード判別手段(112)による判別結果に応じ
て、前記半導体レーザ(101)に供給する駆動電流を
変更して、前記半導体レーザ101の発振モードを目標
とする発振モードに制御する制御手段(113)とを備
えたことを特徴とする半導体レーザ光源装置。
1. A separation means (111) for separating a part of a laser beam emitted from a semiconductor laser (101) and emitting the laser beam as a mode detection laser beam, and a wavelength of light included in the mode detection laser beam. A mode discriminator (112) for discriminating the oscillation mode of the semiconductor laser (101) based on the driving current supplied to the semiconductor laser (101) according to a discrimination result by the mode discriminator (112). A semiconductor laser light source device comprising: a control unit (113) for changing the oscillation mode of the semiconductor laser 101 to a target oscillation mode.
【請求項2】 半導体レーザ(101)から射出するレ
ーザビームの一部を分離して、モード検出用レーザビー
ムとして射出する分離手段(111)と、 前記モード検出用レーザビームに含まれる光の波長に基
づいて、前記半導体レーザ(101)のモード競合状態
を検出する検出手段(121)と、 前記検出手段(121)による検出結果に応じて、前記
半導体レーザ(101)に供給する駆動電流を変更し
て、前記半導体レーザ(101)の発振モードを制御す
る制御手段(122)を備えたことを特徴とする半導体
レーザ光源装置。
2. A separation means (111) for separating a part of a laser beam emitted from a semiconductor laser (101) and emitting the laser beam as a mode detection laser beam, and a wavelength of light included in the mode detection laser beam. Detecting means for detecting a mode competition state of the semiconductor laser based on the detection result, and changing a drive current supplied to the semiconductor laser in accordance with a detection result by the detecting means. And a control means (122) for controlling an oscillation mode of the semiconductor laser (101).
【請求項3】 請求項2に記載の半導体レーザ光源装置
において、 制御手段(122)が、通常は、所定の基準電流を半導
体レーザ(101)に供給し、モード競合状態が検出さ
れてから所定の時間だけ、前記基準電流とは異なる所定
の駆動電流を半導体レーザ(101)に供給する構成で
あることを特徴とする半導体レーザ光源装置。
3. The semiconductor laser light source device according to claim 2, wherein the control means (122) normally supplies a predetermined reference current to the semiconductor laser (101) and waits for a predetermined time after a mode competition state is detected. A semiconductor laser (101) for supplying a predetermined drive current different from the reference current to the semiconductor laser (101) only during the time.
【請求項4】 請求項2に記載の半導体レーザ光源装置
において、 制御手段(122)が、モード競合状態が検出されるご
とに、基準電流とこの基準電流とは異なる所定の駆動電
流とを切り換えて半導体レーザ(101)に供給する構
成であることを特徴とする半導体レーザ光源装置。
4. The semiconductor laser light source device according to claim 2, wherein the control means (122) switches between a reference current and a predetermined drive current different from the reference current each time a mode competition state is detected. A semiconductor laser light source device configured to supply the semiconductor laser light to the semiconductor laser (101).
【請求項5】 請求項2に記載の半導体レーザ光源装置
(110)と、 前記半導体レーザ光源装置(110)から入射したレー
ザビームをその波長に応じて走査して、物体(131)
に付されたバーコード(132)を照明するビーム走査
機構(133)と、 前記バーコード(132)からの散乱光の強度変化に基
づいて、前記バーコードの読取処理を行う読取手段(1
34)とを備えたことを特徴とするバーコード読取装
置。
5. The semiconductor laser light source device (110) according to claim 2, wherein an object (131) is scanned by a laser beam incident from the semiconductor laser light source device (110) according to its wavelength.
A beam scanning mechanism (133) for illuminating the bar code (132) attached to the bar code; and a reading means (1) for performing a bar code reading process based on a change in intensity of scattered light from the bar code (132).
34) A bar code reader comprising:
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