JP2914803B2 - 半導体レーザ光源装置およびレーザ光走査装置 - Google Patents
半導体レーザ光源装置およびレーザ光走査装置Info
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Description
よびレーザ光走査装置に関する。近年、バーコード読み
取り装置、レーザプリンタ、光ディスク読み取り装置等
のレーザ光を利用した装置の光源には、従来利用してい
たガスレーザに代わり、半導体レーザが用いられるよう
になった。光源に半導体レーザを採用する利点は、ガス
レーザに比べ装置が小型化できること、半導体レーザの
量産効果による低価格化が期待できること等が挙げられ
る。また、レーザ光を利用した装置にホログラムを用い
ることによって、高性能かつ小型な装置が開発されてい
る。
半導体レーザを用いたバーコードスキャナを例にとって
図2を用いて説明する。まず、半導体レーザ15から出
射されたレーザ光はポリゴンミラー19で走査される。
走査光を走査線分割ミラー16で分割、偏向してホロウ
ィンド20に入射する。ホロウィンド20には、各走査
線(走査光)(12,13,14)に対応したホログラ
ムが形成されている。走査線は各ホログラムによって所
定の方向に偏向され、読み取り窓(L.C.R)から装
置外に出射される。読み取り窓上に形成された走査パタ
ーンのいずれか一本がバーコードをよ(過)ぎると、バ
ーコードラベルに対応した信号光が反射される。この信
号光を光検知器18に集光してバーコードを読み取る。
バーコードスキャナでは、信号光量を増大させること、
および読み取り分解能を向上させることが、装置の読み
取り性能向上につながる。
半導体レーザを用いると、半導体レーザ特有のモードホ
ップ現象(発振波長が温度や光出力によって変化する)
が問題となる。図3でモードホップ時の発振波長の状態
を説明する。温度が上昇すると、または光出力(動作電
流)が変化すると図3の(A)(発振波長λi )から
(B)の状態(λi とλi+1 が競合して発振波長が1つ
に定まらない)を経て(C)の状態(発振波長λi+1 )
に移る。
のように回折角が変化する。図3の(A)の場合または
(C)の場合には問題ないが、発振モードが(B)のよ
うに競合状態にあると図4の実線と破線で表された光が
同時に出射されることになる。この状態では、実効的な
ビーム径が大きくなってしまう。すなわち読み取り分解
能が低下するため装置の読み取り性能が低下する。
ドを検出する機能を備え、モード競合を検知したら半導
体レーザの出力を変化させて発振モードを安定化させる
方法も提案されている。しかし、上記方法では装置から
出射されるレーザ光の出力を突然変化させるため装置の
安定した性能が望めないという問題点がある。
ら出射されるレーザ光のモード制御を容易にし、波長は
多少変化しても、二波長の出力とならないようにするこ
とにある。
ザ光を照射するレーザ光源と、該レーザ光源の出力を制
御する制御部と、レーザ光を所定周期で走査する走査手
段と、レーザ光の光路中に設けられた、レーザ光を回折
するホログラムとを有するレーザ光走査装置において、
該制御部は、前記レーザ光源の発振モード競合を防ぐよ
うに、タイマに所定の時間を設定して、該タイマの出力
ごとにレーザ出力を段階状に上昇または下降させ、レー
ザの出力を走査して用いるとき、レーザの出力変化は走
査線の切り替えを待って行うように制御することを特徴
とするレーザ光走査装置が提供される。
ザ光を照射するレーザ光源と、該レーザ光源の出力を制
御する制御部と、レーザ光を所定周期で走査する走査手
段と、レーザ光の光路中に設けられた、レーザ光を回折
するホログラムとを有するレーザ光走査装置において、
該制御部は、前記レーザ光源の発振モード競合を防ぐよ
うに、各走査線の光出力が一定となるよう該各走査線に
同期させて光源のレーザ出力を変化させ、該走査線への
同期は走査線分割ミラーの境界に検知器を設けてレーザ
光が検知されたときに出力されるように制御することを
特徴とするレーザ光走査装置が提供される。
ードを検出し、モード競合を検知した時直ちに出力を急
激に変化させるようなことを行わないから、装置の安定
した動作が期待できる。
9に、該装置の光学ユニットとしてのバーコードスキャ
ナの構成が図2に示される。まずメイン電源41が投入
されるとメインプリント板42とレーザユニット43に
電源が供給され、メインプリント板42からの制御によ
りレーザ電源がオンされ、レーザダイオード(LD)が
レーザ光を放射する。
15からの放射光は集光ミラー17の穴を通ってモータ
により回転するポリゴンミラー19に達し、3つの走査
線分割ミラー16へと反射され、それぞれホログラムを
介してL,C,R走査線として出力される。3つの走査
線はバーコードを付した物体の位置にかかわらず良好に
検出できるよう設けられており、3つに限定されるもの
ではない。このようにして図2のバーコードスキャナの
上部から放射されたレーザ光は、検知されるべきバーコ
ードに当たり、その散乱光が反射されて、上記経路の逆
をたどり、走査線分割ミラー16、ポリゴンミラー19
を介して集光ミラー17に集光され、光検知器18で検
知される。
プリント板42のA/D変換回路および復調回路で処理
されバーコードの解読ができる。解読されたデータはP
OSシステム等へ供給される。
る時間、ΔT時間に設定して、タイマの出力ごとにレー
ザ出力を階段状に上昇または下降させる。この時レーザ
の出力を走査して用いている場合レーザの出力変化は走
査線の切り替え時まで待って行うようにする。この理由
は、走査線切り替えと同期させないで出力変化を行う
と、出力変化に伴う光量変化により、バーコードを読み
取った時の反射光の変化かレーザダイオードの出力変化
によるものか区別がつかず、正常なバーコードの読み取
りが阻害されるためである。
図を用いて説明する。まずステップ1(S1)では現在
R走査線であるかどうか検出して、R走査線であればS
7へ進みレーザ光量をrに設定し、S8でC走査線のト
リガがある迄待機し、Cのトリガを待ってS3へ進む。
S1で現在R走査線でなければS2へ進み、L走査線で
あればS5へ進み、L走査線でなければS3へ進む。S
5では光量をl(エル)に設定し、S6へ進む。S3で
は光量をcに設定し、次いでS4に進みL走査線のトリ
ガがある迄待機し、Lのトリガを待ってS5へ進む。S
6ではR走査線のトリガを待ち、RトリガによりS7へ
進む。このようにして、各走査線ごとにレーザ光量を設
定できる。
いて実行できる。ポリゴンミラーを回転させるモータに
同期した回転位置検出信号(走査線分割ミラーの端部に
設けた検知器で検出することも可能である)によって
L,C,R走査線に同期した信号を求めてLD制御部の
制御部に供給し、LDドライバを駆動してLD(レーザ
ダイオード)の光量を制御する。
ドスキャナを例にして説明する。図5は横軸に時間、縦
軸にスキャナから出射される各走査線の光出力の一例を
示したものである。ポリゴンミラーの回転に伴いL.
C.Rの走査線を出射する時、各走査線に対応したホロ
グラムは、回折方向の違いにより特性(回折効率)に差
が生じる。従って、光源のレーザ出力が一定であって
も、図5のように走査線によって光出力が異なる。走査
線ごとに出力が異なると、バーコードからの反射光が走
査線ごとに変わってくるため走査線によって読取性能に
差が生じる。本実施例では、この各走査線の光出力が一
定となるように、図6の如く各走査線に同期させて光源
のレーザ出力を変化させる。走査線への同期は走査線分
割ミラーの境界に検知器を設けてレーザ光が検知された
ときに出力される信号を得ることにより行うことができ
る。このようにすれば、従来型の装置のように複数走査
線の光量にばらつきを生じることがなく、図7のように
装置から出射される各走査線の光出力差がなくなり、安
定な読み取りが可能となる。上記実施例をホログラムデ
ィスクで実現する場合、各ファセットのホログラムごと
に光源のレーザ出力を変化させればよい。
ミラーの回転を行うモータと同期をとって周期的に、半
導体レーザの発振回路を制御してレーザ発振出力を変化
させるため、発振モード検出機能がなくてもよいが、第
3実施例として発振モード検出機能を設け、多モードを
検知したら直ちにレーザの出力を変化させるものではな
く、多モードを検知して次の走査線に切り替える時にレ
ーザの出力を変化させることもできる。
えば特願平3−179611号の明細書に記載された装
置を用いることができる。走査線に対応してレーザダイ
オードの光量を変えることは第1実施例の制御を用いる
ことによって可能となる。
え時にステップ状にレーザ出力を変化させているが、図
8のように緩やかな変化の曲線でアナログ的に変化させ
てもよい。このようにした、第4実施例は、その制御ス
テップが図12の流れ図によって示される。まず、ステ
ップ11(S11)ではレーザダイオードの出力を初期
値に設定し、次いでS12でタイマをT0(例えば30
秒)に設定し、S13とS14で1秒ずつ減少しT0 が
0になったときS15に進み、現在のレーザダイオード
の出力を検出し、S16でその検出値に所定値を加算ま
たは減算してレーザダイオードを駆動し、S12へ戻る
ようにする。このようにすれば例えば30秒ごとに所定
値の出力を加算または減算することができ、所定値を適
当に選択することにより、滑らかなアナログ曲線で、図
8のような出力変化をとることができる。
路要素を示す部分ブロック図である。図11とほぼ同様
であるが、アナログ信号を求めるため制御部に発信器を
設けている点が相違している。レーザダイオードの出力
は、発信器の出力に応じて制御される。
されるレーザ光のモード制御を容易にすることができ、
レーザダイオードを用いたレーザ光源装置におけるモー
ドホップ現象による不具合を減少することができる。
る。
示す図である。
である。
合を説明する図である。
特性の差により出力の差が生ずることを説明する図であ
る。
図である。
図である。
ある。
である。
れ図である。
ク図である。
れ図である。
ク図である。
Claims (3)
- 【請求項1】 レーザ光を照射するレーザ光源と、該レ
ーザ光源の出力を制御する制御部と、レーザ光を所定周
期で走査する走査手段と、レーザ光の光路中に設けられ
た、レーザ光を回折するホログラムとを有するレーザ光
走査装置において、 該制御部は、前記レーザ光源の発振モード競合を防ぐよ
うに、タイマに所定の時間を設定して、該タイマの出力
ごとにレーザ出力を段階状に上昇または下降させ、レー
ザの出力を走査して用いるとき、レーザの出力変化は走
査線の切り替えを待って行うように制御することを特徴
とするレーザ光走査装置。 - 【請求項2】 レーザ光を照射するレーザ光源と、該レ
ーザ光源の出力を制御する制御部と、レーザ光を所定周
期で走査する走査手段と、レーザ光の光路中に設けられ
た、レーザ光を回折するホログラムとを有するレーザ光
走査装置において、 該制御部は、前記レーザ光源の発振モード競合を防ぐよ
うに、各走査線の光出力が一定となるよう該各走査線に
同期させて光源のレーザ出力を変化させ、該走査線への
同期は走査線分割ミラーの境界に検知器を設けてレーザ
光が検知されたときに出力されるように制御することを
特徴とするレーザ光走査装置。 - 【請求項3】 前記レーザ光走査装置は更に、該レーザ
光の発振モードを検出する発振モード検出部を具備し、前記発振モード検出部が発振モードの モード競合を検知
したとき、前記制御部は以降の走査線の切り替え時点で
該レーザ光源の出力を変化させるよう前記レーザ光源を
制御することを特徴とする請求項2記載のレーザ光走査
装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3318869A JP2914803B2 (ja) | 1991-12-03 | 1991-12-03 | 半導体レーザ光源装置およびレーザ光走査装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3318869A JP2914803B2 (ja) | 1991-12-03 | 1991-12-03 | 半導体レーザ光源装置およびレーザ光走査装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05160516A JPH05160516A (ja) | 1993-06-25 |
JP2914803B2 true JP2914803B2 (ja) | 1999-07-05 |
Family
ID=18103876
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3318869A Expired - Fee Related JP2914803B2 (ja) | 1991-12-03 | 1991-12-03 | 半導体レーザ光源装置およびレーザ光走査装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2914803B2 (ja) |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2503202B2 (ja) * | 1985-01-30 | 1996-06-05 | 株式会社リコー | 半導体レ−ザの出力制御装置 |
JP2548930B2 (ja) * | 1987-02-16 | 1996-10-30 | 旭光学工業株式会社 | 半導体レ−ザの光出力制御装置 |
JPH02139260A (ja) * | 1988-11-21 | 1990-05-29 | Ricoh Co Ltd | レーザダイオードの多階調出力制御装置 |
-
1991
- 1991-12-03 JP JP3318869A patent/JP2914803B2/ja not_active Expired - Fee Related
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