JPH02272402A - Hologram and bar code reader - Google Patents
Hologram and bar code readerInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、レーザ光の進行方向を変える光学素子であ
るホログラム、および、このホログラムを装置のレーザ
光放射窓に用いたバーコード読取り装置に関する。Detailed Description of the Invention [Field of Industrial Application] The present invention relates to a hologram, which is an optical element that changes the traveling direction of laser light, and a barcode reading device that uses this hologram as a laser light emission window of the device. .
レーザ光でバーコードを走査してコードを読取るバーコ
ード読取り装置では、バーコードがどのような向きであ
ろうと、コードを読取ることが必要とされる。このため
、従来のバーコード読取り装置では回転多面鏡等で走査
したレーザ、光を複数の反射鏡で反射することで種々の
方向を走査するレーザ光に変換して、バーコードの万能
方向読取りを実現していた。このような装置の一例は、
例えば池田他著の昭和５９年度電子通信学会通信部門全
国大会論文集第３分冊第３−３５３〜３３５４頁所載の
論文「バーコード読取り用ホログラムスキャナ」に詳述
されている。このような装置では、反射鏡の組合せが空
間的に大きな体積を占めるために、装置の小型化、特に
薄型化が不可能であった。これに対して、反射鏡のがわ
りに、ホログラムで光を回折して光の進行方向を変える
ことで、種々の方向を走査するレーザ光に変換すること
が提案されている。このようなホログラムの一例は、例
えば特開昭６０−１７８５８６号公報に開示されている
。A barcode reading device that reads a barcode by scanning it with a laser beam is required to read the barcode regardless of its orientation. For this reason, conventional barcode reading devices convert laser light scanned by a rotating polygon mirror, etc. into laser light that scans in various directions by reflecting it with multiple reflecting mirrors, making it possible to read barcodes in all directions. It had come true. An example of such a device is
For example, it is described in detail in the paper "Hologram Scanner for Barcode Reading" written by Ikeda et al. and published in Volume 3 of the Proceedings of the 1985 National Conference of the Communications Division of the Institute of Electronics and Communication Engineers, pages 3-353-3354. In such a device, since the combination of reflecting mirrors occupies a large spatial volume, it has been impossible to make the device smaller, especially thinner. On the other hand, it has been proposed to use a hologram instead of a reflecting mirror to diffract the light and change the traveling direction of the light, thereby converting it into laser light that scans in various directions. An example of such a hologram is disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 178586/1986.
上述したホログラムで光を回折して光の進行方向を変え
る方法では、種々の方向を走査するために各方向ごとに
１つのホログラムを用いる必要があり、これらが重なり
合う。このため、１つの走査方向を１つのホログラムを
用いて走査した時、重なっている他のホログラムから回
折光を生じて、バーコード読取りのＳ／Ｎ比を低下させ
てしまう。これをさけるためには、ホログラムとして厚
い体積位相ホログラムを用いて、その回折効率の入射角
依存性を利用することが提案されている。しかしながら
、現在用いることができる体積位相ホログラム材料は、
写真乳剤を漂白した漂白ホログラムや、ダイクロメ−チ
ットゼラチンに限られる。これらの材料はいずれもゼラ
チンであるなめ、湿度によって特性が大きく変化してし
まい実用できない上に、複雑な化学処理を必要とするた
めに生産性が低いという問題があった。又、このように
複雑な処理をするため歩留りが低く回折効率も６０〜７
０％と低いという問題があった。In the above-described method of diffracting light using a hologram to change the traveling direction of the light, it is necessary to use one hologram for each direction in order to scan various directions, and these holograms overlap. Therefore, when scanning in one scanning direction using one hologram, diffracted light is generated from other overlapping holograms, reducing the S/N ratio of barcode reading. In order to avoid this, it has been proposed to use a thick volume phase hologram as the hologram and utilize the incidence angle dependence of its diffraction efficiency. However, currently available volume phase hologram materials are
It is limited to bleached holograms made from bleached photographic emulsions and dichromate gelatin. Since all of these materials are gelatin, their properties change greatly depending on humidity, making them impractical, and they also require complex chemical treatments, resulting in low productivity. In addition, due to such complicated processing, the yield is low and the diffraction efficiency is 60 to 7.
The problem was that it was as low as 0%.
本発明の目的は、上記問題点を解消して、耐湿性にすぐ
れ、回折効率も量産性も、高いホログラム、およびこれ
を用いたバーコード読取り装置を提供することにある。An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems and provide a hologram with excellent moisture resistance, high diffraction efficiency and mass productivity, and a barcode reading device using the same.
本発明のホログラムは、基板の片面又は両面に形成され
た表面レリーフホログラムを、前記ホログラムとは異な
る屈折率を有する透明接着層をはさんで複数枚積層した
ことを特徴としている。The hologram of the present invention is characterized in that a plurality of surface relief holograms formed on one or both sides of a substrate are laminated with a transparent adhesive layer having a different refractive index from that of the holograms sandwiched therebetween.
本発明のバーコード読取り装置は、レーザ光源と、前記
レーザ光源の放射光を走査する手段と、前記走査手段で
走査され、バーコードラベルで反射された反射光を受光
する受光器とを有するバーコード読取り装置において、
前記走査手段で走査された走査光を、基板の片面又は両
面に形成された表面レリーフホログラムを前記ホログラ
ムとは異なる屈折率を有する透明接着層をはさんで複数
枚積層したホログラムで回折させて前記装置外に放射す
るようにしたことを特徴としている。A barcode reading device of the present invention includes a laser light source, a means for scanning emitted light from the laser light source, and a light receiver for receiving reflected light scanned by the scanning means and reflected by a barcode label. In the code reader,
The scanning light scanned by the scanning means is diffracted by a hologram formed by stacking a plurality of surface relief holograms formed on one or both sides of the substrate with a transparent adhesive layer having a refractive index different from that of the hologram sandwiched therebetween. The feature is that the radiation is emitted outside the device.
本発明の作用原理は次の通りである。本発明では、表面
レリーフホログラムを所定の間隔で積層することで、実
効的に１枚の体積位相ホログラムを形成している０体積
位相ホログラムの回折効率を計算する手法にビームプロ
パゲーション法がある。これは体積位相ホログラムを位
相変調のあるホログラム層と変調のないバッファ層の積
層と考えて順次各層ごとに計算して行く方法である。計
算の便宜のためのこの構造を実際に構成すると、体積位
相ホログラムとして作用することが、アール・ジョンソ
ン（Ｒ，Ｊｏｂｎｓｏｎ）他著の１９８８年３月発行の
オプティックス・レターズ（０ρｔ、１ｃｓＬｅｔｔｅ
ｒｓ）誌第１３巻第３号第１８９〜１９１頁所載の論文
［積層体積ホログラム光学素子（Ｓｔｒａｔ、１ｆｆｅ
ｄ ｖｏｌｕｍｅ ｈｏｌｏｇｒａｐｈｉｃ ｏｐｔｉ
ｃａｌ ｅｌｅｍｅｎｔｓ）」に述べられている。The working principle of the present invention is as follows. In the present invention, a beam propagation method is used to calculate the diffraction efficiency of a zero-volume phase hologram that effectively forms one volume phase hologram by stacking surface relief holograms at predetermined intervals. This is a method in which a volume phase hologram is considered to be a stack of a hologram layer with phase modulation and a buffer layer without modulation, and calculations are performed for each layer in sequence. When this structure is actually constructed for the convenience of calculation, it acts as a volume phase hologram, as described in Optics Letters (0ρt, 1csLette, written by R. Jobnson et al., published in March 1988).
rs) magazine, Vol. 13, No. 3, pp. 189-191 [Laminated Volume Hologram Optical Element (Strat, 1ffe
d volume holographic opti
cal elements).
そこで、本発明では、この原理に基づいたホログラムを
従来の体積ホログラムのかわりに用いる。Therefore, in the present invention, a hologram based on this principle is used in place of the conventional volume hologram.
次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する
。Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
第１図は本発明のホログラムの第１の実施例を示す断面
図である。第１図では、基板の片面に表面レリーフホロ
グラムを形成したホログラム１と、ホログラム１とは異
なる屈折率を有する透明接着層２とを交互に積層して、
全体として体積ホログラムを形成している。ホログラム
１の基板の屈折率をｎｌ＋厚さをｔｌ、接着層の屈折率
をｎ２＋厚さをｔ２とすると、回折効率が最大となる最
も好しい実施例は、次式がほぼ満足される時である。FIG. 1 is a sectional view showing a first embodiment of the hologram of the present invention. In FIG. 1, a hologram 1 with a surface relief hologram formed on one side of a substrate and a transparent adhesive layer 2 having a refractive index different from that of the hologram 1 are alternately laminated.
The whole forms a volume hologram. Assuming that the refractive index of the substrate of hologram 1 is nl + thickness tl, and the refractive index of the adhesive layer is n2 + thickness t2, the most preferable example in which the diffraction efficiency is maximized is when the following equation is approximately satisfied. be.
ここに、ｐはホログラムの平均格子ピッチ、λはホログ
ラムの使用波長１ｍは整数である。Here, p is the average grating pitch of the hologram, and λ is the wavelength used by the hologram, 1 m, which is an integer.
第２図は、本発明のホログラムの第２の実施例を示す断
面図である。第２図では、基板の両面に表面レリーフホ
ログラムを形成したホログラム３と、ホログラム３とは
異なる屈折率を有する透明接着層４とを交互に積層して
、全体として積層型の体積ホログラムを形成している。FIG. 2 is a sectional view showing a second embodiment of the hologram of the present invention. In FIG. 2, a hologram 3 with a surface relief hologram formed on both sides of a substrate and a transparent adhesive layer 4 having a refractive index different from that of the hologram 3 are alternately laminated to form a laminated volume hologram as a whole. ing.
ホログラム３の基板の屈折率を０１＋厚さをｔ３、接着
層の屈折率をｎ４＋厚さをｔ４とすると、回折効率が最
大となる最も好しい実施例はホログラム３および接着Ｍ
４に対して各々次式がほぼ満足される時である。Assuming that the refractive index of the substrate of hologram 3 is 01 + thickness t3, and the refractive index of the adhesive layer is n4 + thickness t4, the most preferable embodiment that maximizes the diffraction efficiency is hologram 3 and adhesive M
4, when the following equations are approximately satisfied.
ここに、ｐはホログラムの平均格子ピッチ、λはホログ
ラムの使用波長、１．ｈは整数である。Here, p is the average grating pitch of the hologram, λ is the wavelength used for the hologram, and 1. h is an integer.
第１および第２の実施例ともに、積層する表面レリーフ
ホログラムの数を５〜６以上にすると９０％以上の回折
効率が得られる。In both the first and second embodiments, when the number of surface relief holograms to be laminated is 5 to 6 or more, a diffraction efficiency of 90% or more can be obtained.
第３図は本発明のバーコード読取装置の一実施例を示す
断面図である。レーザ走査部１１から放射された走査光
７および９が、先の実施例で述べた積層型ホログラム（
以下ホログラムと略記）５および６を重ねて形成された
放射窓に入射する。FIG. 3 is a sectional view showing an embodiment of the barcode reading device of the present invention. The scanning beams 7 and 9 emitted from the laser scanning section 11 scan the stacked hologram (
(hereinafter abbreviated as hologram) enters an emission window formed by overlapping holograms 5 and 6.
走査光７は、ホログラム６では回折されず、ホログラム
５で回折されて走査光８となって装置筐体１２から放射
される。一方、走査光っけホログラム６で回折され、ホ
ログラム５では回折されず走査光１０となって装置筐体
１２から放射される。The scanning light 7 is not diffracted by the hologram 6, but is diffracted by the hologram 5, becomes the scanning light 8, and is emitted from the device housing 12. On the other hand, the light is diffracted by the scanning light hologram 6, is not diffracted by the hologram 5, and is emitted from the device housing 12 as a scanning light 10.
尚、レーザ走査部（光源を含む）等、ホログラム５，６
を除く部分は従来と同じであるので説明は省略する。Note that the laser scanning unit (including the light source), holograms 5, 6, etc.
Since the parts other than are the same as the conventional ones, the explanation will be omitted.
本発明のホログラムは表面レリーフホログラムを積層し
ている０表面レリーフホログラムは電鋳金型を用いて容
易にレプリカ製作ができるので極めて量産性に富んでい
る。又、本発明の積層型のホログラムは、レプリカ製作
されたホログラムにも接着層にも樹脂材料（例えば、ホ
ログラムにはポリカーボネート等、接着層にはアクリル
系の紫外線硬化樹脂等）を用いているので、耐湿性は問
題ない。さらに、実施例で述べたように積層数を５〜６
Ｍ以上とすることで９０％以上の回折効率が得られる。The hologram of the present invention has surface relief holograms stacked on top of each other.Since the surface relief hologram can be easily manufactured as a replica using an electroforming mold, it is extremely suitable for mass production. Furthermore, in the laminated hologram of the present invention, resin materials are used for both the replica-produced hologram and the adhesive layer (for example, polycarbonate, etc. for the hologram, and acrylic ultraviolet curing resin, etc. for the adhesive layer). , there is no problem with moisture resistance. Furthermore, as described in the example, the number of laminated layers was increased to 5 to 6.
By making it M or more, a diffraction efficiency of 90% or more can be obtained.
又、これらホログラムを用いた結果、従来不可能であっ
た薄型のバーコード読取り装置が得られる。Furthermore, as a result of using these holograms, a thin barcode reading device, which has not been possible in the past, can be obtained.
第１図は本発明のホログラムの第１の実施例を示す断面
図、第２図は本発明のホログラムの第２の実施例を示す
断面図、第３図は本発明のバーコード読取り装置の一実
施例を示す断面図。
１．３・・・表面レリーフホログラム、２．４・・・接
着層、５．６・・・積層型ホログラム、７，８，９゜１
０・・・走査光、１１・・・レーザ走査部、１２・・・
装置筐体。FIG. 1 is a sectional view showing a first embodiment of a hologram of the present invention, FIG. 2 is a sectional view of a second embodiment of a hologram of the present invention, and FIG. 3 is a sectional view of a barcode reading device of the present invention. FIG. 2 is a sectional view showing one embodiment. 1.3... Surface relief hologram, 2.4... Adhesive layer, 5.6... Laminated hologram, 7, 8, 9゜1
0...Scanning light, 11...Laser scanning unit, 12...
Equipment housing.
Claims (2)
ログラムを、前記ホログラムとは異なる屈折率を有する
透明接着層をはさんで複数枚積層したことを特徴とする
ホログラム。(1) A hologram characterized in that a plurality of surface relief holograms formed on one or both sides of a substrate are laminated with a transparent adhesive layer having a different refractive index from that of the hologram sandwiched therebetween.
る手段と、前記走査手段で走査され、バーコードラベル
で反射された反射光を受光する受光器とを有するバーコ
ード読取り装置において、前記走査手段で走査された走
査光を、基板の片面又は両面に形成された表面レリーフ
ホログラムを前記ホログラムとは異なる屈折率を有する
透明接着層をはさんで複数枚積層したホログラムで回折
させて前記装置外に放射するようにしたことを特徴とす
るバーコード読取り装置。(2) A barcode reading device comprising a laser light source, a means for scanning emitted light from the laser light source, and a light receiver for receiving reflected light scanned by the scanning means and reflected by a barcode label, The scanning light scanned by the scanning means is diffracted by a hologram formed by stacking a plurality of surface relief holograms formed on one or both sides of the substrate with a transparent adhesive layer having a refractive index different from that of the hologram sandwiched therebetween. A barcode reading device characterized by emitting radiation to the outside.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9453589A JPH02272402A (en) | 1989-04-13 | 1989-04-13 | Hologram and bar code reader |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9453589A JPH02272402A (en) | 1989-04-13 | 1989-04-13 | Hologram and bar code reader |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02272402A true JPH02272402A (en) | 1990-11-07 |
Family
ID=14113025
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9453589A Pending JPH02272402A (en) | 1989-04-13 | 1989-04-13 | Hologram and bar code reader |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02272402A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05119282A (en) * | 1991-10-25 | 1993-05-18 | Fujitsu Ltd | Light beam scanning device |
-
1989
- 1989-04-13 JP JP9453589A patent/JPH02272402A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05119282A (en) * | 1991-10-25 | 1993-05-18 | Fujitsu Ltd | Light beam scanning device |
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