JPH02166414A - 光走査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概　要〕 バーコード・リーグ等におけるレーザ光の光走査装置に
関し、 外乱光による検知機能の低下を防止すると共に低価格化
を図ることを目的とし、 回転するポリゴンミラーで反射するレーザ光をパターン
形成ミラーでホログラムよりなる読み取り窓から走査出
射させ、該読み取り窓近傍に位置する試料で反射して上
記読み取り窓から取り入れられる拡散反射光を凹面ミラ
ーで収束させて光検知器に送出する光走査装置において
、前記読み取り窓とパターン形成ミラーおよび凹面ミラ
ーを厚肉板状の透明屈折体外面に添着固定し一体化して
構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明はバーコード・リーグ等コード情報読み取り装置
に係り、特に装置内部の光学系を透明屈折体で一体化構
成することによって外乱光によるコード情報等の読み取
り検知機能の低下防止と低価格化を図った光走査装置に
関する。

〔従来の技術〕

第一２図は従来の光走査装置の構成例を示す図であり、
（Ａ）は斜視図をまた（Ｂ）は側面図をそれぞれ表わし
、また（Ｃ）は問題点を説明する図である。

読み取り窓を水平方向に設置したバーコード・リーグの
場合を例とする第２図（＾）、ＣＢ）で、光走査装置は
大別するとスキャンパターン形成部１および読み取り部
２から構成されている。

スキャンパターン形成部１はレーザ光源１０．ビームエ
キスパンダ１１．　　ミラー１２．中央部に微小ミラー
１３ａを装着した凹面ミラー１３．高速で例えば図示矢
印方向に軸回転するポリゴンミラー１４および該ポリゴ
ンミラー１４を囲むように末広がりの梯形状に配置した
３個のミラー１５ａ、　１５ｂ、　１５ｃよりなるパタ
ーン形成ミラー１５とで構成され、またこれらスキャン
パターン形成部ｌの一部を共用する読み取り部２は平面
上相互に１２０度ずらせた等角度三方向のパターン走査
線を所定方向に回折させる三層のホログラムよりなる読
み取り窓（ホロウィンドとも言う）２１　とミラー２２
および光検知器２３とで構成されている。

なお図の読み取り窓２１の上部に位置する３は商品を表
わしており、該商品３の読み取り窓２１に対面する側に
は例えばバーコード３ａが表示されている。

また図の３０は、上記のスキャンパターン形成部ｌおよ
び読み取り部２を収容する筐体の一部を表わしたもので
ある。

以下バーコードを読み取る場合について説明する。

レーザ光源１０から発する点線で示すレーザ光りはビー
ムエキスパンダ１１で所定の径のレーザ光とされ、ミラ
ー１２で反射した後凹面ミラー１３のほぼ中央部に装着
されている微小ミラー１３ａで更に反射してポリゴンミ
ラー１４の周囲に形成されている鏡面に入射する。

このポリゴンミラー１４は上述の如く例えば図示矢印の
方向に高速で回転しているため、上記微小ミラー１３ａ
から入射するレーザ光は上記ポリゴンミラー１４の鏡面
で反射した後パターン形成ミラー１５を１５ａ　−＋１
５ｂ−４ｐ１５ｃの順に矢印■、■、■の方向に走査し
ながら各ミラー面で反射して読み取り窓２１の方に進む
走査光Ｌ°となる。

他方、三層のホログラムよりなる該読み取り窓２１には
、パターン形成ミラー１５のミラー１５ａから反射する
走査光Ｌ”は■９の領域から、また１５ｂから反射する
走査光Ｌ１は■“の領域から、更に１５ｃから反射する
走査光Ｌ“は■”の領域からそれぞれ回折走査光Ｌ　ｕ
となって射出するように、それぞれの領域■°、■“、
■°が上記の各ミラ。

１５ａ、　１５ｂ、　１５ｃと対応する関係を持って形
成されている。

このことは、該読み取り窓２１から出射する回折走査光
Ｌ　１１が、■１の領域、■”の領域、■“の領域を順
次その長手方向に沿って走査しながら連続して出射され
ることを意味しており、その結果読み取り窓２１の上方
に位置する商品３の該読み取り窓２１に対面するバーコ
ード３ａが如何なる方向に並んでいても、該回折走査光
Ｌ　ＩＩが該バーコード３ａを縦断して走査することを
示している。

一方、バーコード３ａからの破線で示す拡散反射光Ｌ１
は読み取り窓２１で回折反射光Ｌｌ′となり、入射光と
ほぼ同じ光路を辿った後ミラー１５ｂに近接して配置し
た凹面ミラー１３に入射し更に該凹面ミラー１３で反射
して光検出器２３に収束するように構成されている。

そこで、該光検出器２３が認識する光信号をバーコード
３ａの濃淡の縞模様に対応させて該バーコードを読み取
るようにしている。

なおミラー２２は該回折反射光り、ｌの方向を変えるた
めのものである。

かかる構成になる光走査装置では、外部から読み取り窓
２１に入射する光が商品３からの反射光のみの場合には
光検知器２３は該商品３のコード情報を確実に検知する
。

しかし商品３からの反射光が読み取り窓２１の外部の明
るさに比べて相対的に弱い場合には該光検知器２３から
所要のコード情報を取り出すことができない。

第２図（Ｂ）の光路を略記した図（Ｃ）はこの状態を説
明する図である。

図（Ｃ）で、三層のホログラムよりなる読み取り窓２１
から出射する回折走査光Ｌ”は商品３のバーコード３ａ
を照射した後点線で示す拡散反射光Ｌ１となるが、該拡
散反射光り、は上記の読み取り窓２１で回折反射光ＬＳ
となって凹面ミラー１３に入射した後該凹面ミラー１３
で収束光となって光検知器２３に収束することは図（Ｂ
）で説萌した通りである。

なおミラー２２は該収束光を光検知器２３に導くための
ものである。

一方、上記回折走査光Ｌ　ｔｔが読み取り窓２１に入射
する以前の走査光Ｌ°の進行方向すなわち図示Ａ方向の
延長線方向（読み取り窓２１の回折０次光方向）の外部
にある例えば光源ｌＯ°から射出する外乱光Ｌ２が該読
み取り窓２１に入射すると、該外乱光Ｌｘの一部は読み
取り窓２１をほぼ直進して透過した後上記回折反射光Ｌ
Ｉ′と同じ光路を辿って光検知器２３に入射する。

この場合、該外乱光Ｌ２が上記該拡散反射光Ｌ１ひいて
は回折反射光り、ｌに比べて弱いときには光検知器２３
は上記回折反射光り、Ｉの信号を検知することができる
。

しかし、該外乱光Ｌｘが例えば太陽光やライト直射光等
の如く上記拡散反射光り、に比べて充分に強い場合には
、必然的に読み取り窓２１を透過する外乱光Ｌ２の量が
多くなりひいては光検知器２３に到達する外乱光Ｌ２の
量が増加するため、光検知器２３の検知能力が核外乱光
し、で飽和し上記回折反射光Ｌ１′による所要の信号を
検知することができなくなる。

従って該読み取り窓２１の外面の一部をカバーする等の
手段で核外乱光し、の入射を抑制する方法があるが、設
置場所や作業環境等によってはこれらの手段が適用出来
ないことがある。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の構成になる光走査装置では、外乱光の入射を抑制
する手段を講じなければならないと言う問題があり、ま
た読み取り窓やパターン形成ミラー、凹面ミラー等の各
構成要素を光軸を合わせて調整するのに多くの工数を必
要とすると言う問題があった。

〔課題を解決するための手段〕

上記問題点は、回転するポリゴンミラーで反射するレー
ザ光をパターン形成ミラーでホログラムよりなる読み取
り窓から走査出射させ、該読み取り窓近傍に位置する試
料で反射して上記読み取り窓から取り入れられる拡散反
射光を凹面ミラーで収束させて光検知器に送出する光走
査装置において、 前記読み取り窓とパターン形成ミラーおよび凹面ミラー
を厚肉板状の透明屈折体外面に添着固定し一体化してな
る光走査装置によって解決される。

〔作　用〕

読み取り窓の外部から入射する外乱光を該読み取り窓を
透過した時点で屈折させて所定の回折反射光の光路から
ずらすと、該外乱光は光検知器に到達することがない。

本発明では、読み取り窓と凹面ミラーおよびパターン形
成ミラーよりなる光学系を透明な屈折体と共に一体化構
成している。

従って読み取り窓の外部から入射する外乱光は屈折体に
よって屈折して光検知器に到達せず、結果的に装置外部
の明るさに関係なく所要の情報のみが光検知器に送り込
める光走査装置を得ることができる。

更に上記光学系を透明屈折体と一体化構成するため個々
の構成要素の調整工数が削減できる。

〔実施例〕

第１図は本発明になる光走査装置の構成例を示す図であ
り、（Ａ）は斜視図をまた（Ｂ）は主要部の光路図をそ
れぞれ示したものである。

なお図（Ａ）は第２図（＾）における読み取り窓の内側
の空間領域を屈折透明体で満たして該読み取り窓とパタ
ーン形成ミラーおよび凹面ミラーを一体化した状態を示
し、また図（Ｂ）はポリゴンミラーと凹面ミラーのほぼ
中心を結ぶ線で上記図（Ａ）を切断した状態を表わして
いる。

図（Ａ）　、　（Ｂ）で、例えばアクリル樹脂や硝子等
よりなる厚肉板状の透明屈折体４０は、第２図（Ａ）に
おける読み取り窓２１とポリゴンミラー１４．パターン
形成ミラー１５および凹面ミラー１３に囲まれた空間領
域を、ミラー２２部分と該ミラー２２から光検知器２３
に到る光路部分および回転するポリゴンミラー１４部分
のみを避ける形で満たすように形成したもので、片面（
図の上面）４０ａを上記読み取り窓２１の内側（図の下
面側）に接着すると共にその周囲には第２図（Ａ）にお
ける凹面ミラー１３およびパターン形成ミラー１５を構
成するミラー１５ａ、　１５ｂ、　１５ｃの各位置関係
を保つようにそれぞれの各ミラーを接着して一体化構成
している。

図によってこの場合の光路を説明する。

筺体３０内の所定位置に配置したレーザ光源１０から発
しビームエキスパンダ１１で所定の径に成形された点線
で示すレーザ光りは、ミラー１２で反射した後屈折透明
体４０に入射して直進し、凹面ミラー１３の微小ミラー
１３ａで反射した後ポリゴンミラー１４の周囲に形成さ
れている鏡面に入射する。

このポリゴンミラー１４は第２図で説明した如く例えば
図示矢印の方向に高速で回転しているため、上記微小ミ
ラー１３ａから入射するレーザ光は上記ポリゴンミラー
１４の鏡面で反射した後屈折透明体４０内を直進してパ
ターン形成ミラー１５の各ミラー１５ａ、　１５ｂ、　
１５ｃの表面を第２図のように順次走査しながら反射し
て読み取り窓２１の方に進む走査光Ｌ１となる。

その後、該読み取り窓２１の対応する領域■”■°、■
°　（図の場合には■°の領域）からそれぞれ回折走査
光Ｌ　ｕとなって出射し、読み取り窓２１の上方に位置
する商品３の該読み取り窓２１に対面するバーコード３
ａを縦断して走査することは第２図で説明した通りであ
る。

更に、バーコード３ａからの拡散反射光ＬＩは読み取り
窓２１で回折反射光り、ｌとなって透明屈折体４０内を
直進しながら入射光とほぼ同じ光路を辿りミラー２２を
経由して光検出器２３に収束する。

そこで、該光検出器２３が認識する光信号をバーコード
３ａの濃淡の縞模様に対応させて該バーコードを読み取
ることは前述の通りである。

一方、例えば該読み取り窓２１の回折０次光方向に光源
１０”があると、該光源１０’から出射される光線Ｌ２
の一部は読み取り窓２１をほぼ直進して透過するが、透
明屈折体４０の片面４０ａで屈折して上記回折反射光り
、°とは異なった光路を進み、図示し２°の如（該透明
屈折体４０の他面から外部に出射する。

従って該光線Ｌ８が光検知器２３に到達せず該光検知器
２３は所要のコード情報のみを検知することができる。

なおかかる構成になる光走査装置では、商品３から発す
る拡散反射光り、と異なる方向から来る外乱光はすべて
回折反射光り、ｌと異なる光路を辿るため、外乱光に左
右されない光検知機能を持つ光走査装置が構成できる。

走査光Ｌ°すなわち回折０次光方向の外乱光Ｌ２の読み
取り窓２１に対する入射角αが６０度の場合、大気の屈
折率を１．０．透明屈折体４０の屈折率を１゜、５とす
ると、該外乱光Ｌ２の屈折角βは約３５度になって光検
知器に到達しない。

〔発明の効果〕

上述の如く本発明により、外乱光の入射を抑制する手段
を講することなく所要の情報のみが検知できる低価格の
光走査装置を提供することができる。

なお本発明の説明に当たっては、厚肉板状の透明屈折体
の周囲所定面に読み取り窓とパターン形成ミラーおよび
凹面ミラーをそれぞれ接着固定して一体化した場合につ
いて行っているが、予め成形した透明屈折体の周囲各所
定面に、読み取り窓は通常のホログラム膜形成方法で直
接露光形成し、またパターン形成ミラーおよび凹面ミラ
ーは通常の蒸着方法で直接形成しても全く同等の効果を
得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明になる光走査装置の構成例を示す図、 第２図は従来の光走査装置の構成例を示す図、である。 図において、 ３は商品、　　　　　３ａはバーコード、１０はレーザ
光源、 １２、１５ａ、　１５ｂ、　１５ｃ、　２２はミラー、
１３は凹面ミラー　　　１３ａは微小ミラー１４はポリ
ゴンミラー １５はパターン形成ミラー ２１は読み取り窓、　　　２３は光検知器、３０は筐体
、　　　　　　４０は透明屈折体、４０ａは片面、 をそれぞれ表わす。 （Ｃ） 概来０光乏玄畏置／）［７に４／Ｉ＋　”＆示ず胆′１
１２記　（Ｊｆの２）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 回転するポリゴンミラーで反射するレーザ光をパターン
   形成ミラーでホログラムよりなる読み取り窓から走査出
   射させ、該読み取り窓近傍に位置する試料で反射して上
   記読み取り窓から取り入れられる拡散反射光を凹面ミラ
   ーで収束させて光検知器に送出する光走査装置において
   、 前記読み取り窓とパターン形成ミラーおよび凹面ミラー
   を厚肉板状の透明屈折体外面に添着固定し一体化してな
   ることを特徴とした光走査装置。