JPH0290122A - レーザ光走査装置 - 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） ホログラムとレーザビームを利用したバーコード等の読
取りを行うレーザ光走査装置に係り、特に装置の小型化
と薄型化を可能にするホログラムスキャナに関し、 回転多面鏡からの走査光を反射型ホログラムで回折させ
ることにより、分割された側面ミラーを用いずにホログ
ラム窓上に多方向の走査パターンを発生させて装置の小
型化を図ることを目的とし、互いに交叉する複数の透過
型の帯状ホログラムを備えたホログラム窓にて読取り窓
が形成されており、装置外部に出射するレーザ走査光が
前記ホログラム窓を通し且つ前記帯状ホログラムにて偏
向されて被読取り媒体を照射する走査光となるレーザ光
走査装置において、前記ホログラム窓に入射するレーザ
走査光が、 互いに平行な複数列の水平走査パターンとなるようレー
ザ光を走査する偏向手段と、前記複数列に対応して配置
され、前記偏向手段からの入射レーザ光を互いに異なる
方向に回折して前記ホログラム窓の帯状ホログラムのそ
れぞれを走査する如く出射する反射型の帯状ホログラム
とにより生成される構成である。

（産業上の利用分野） 本発明はホログラムとレーザビームを利用したバーコー
ド等の読取りを行うレーザ光走査装置に係り、特に装置
の小型化と薄型化を可能にするホログラムスキャナに関
する。

レーザビームを所望のパターンに合わせて走査するレー
ザスキャナとして、走査部にホログラムを用いたホログ
ラムスキャナがある。かかるホログラムスキャナを用い
ることによって簡単な光学系で複雑な走査パターンの形
成を可能にし、読取り深度の深いバーコード読取り装置
等が実現できるようになった。

このようなホログラムスキャナはレジカウンタからコン
ピュータに直接データを投入でき、販売データをリアル
タイムに収集できるｒ’０３（Ｐｏｉｎｔ　ｏｆＳａｌ
ｅｓ）端末として、スーパーマーケットやその他の分野
において広く利用されている。

しかしスーパーマーケット等では装置をキャッシュレジ
スタ等と共にレジカウンタテーブル上に設置し手にもっ
た商品を移動させながらバーコードを読み取らせる場合
が多く、レイアウトの自由度や省スペースおよびオペレ
ータの操作性の見地から装置の小型・薄型化が要求され
ている。

（従来の技術） 第３図は従来のレーザ光走査装置を示す模式図、第４図
は従来の固定ホログラムを示す斜視図である。

第３図において従来のホログラムスキャナはモータ１１
と、複数個のホログラムを有するホログラムディスク１
２とで構成されるレーザ光走査装置１０、ミラー１３、
固定ホログラム２、窓カバー１４、読取り窓１５（窓カ
バー１４の開口１４ａにより露呈した部分の固定ホログ
ラム２に対応）からなり、ホログラムディスク１２によ
って偏向された走査光１６はミラー１３を経由して固定
ホログラム２に入射する。

固定ホログラム２に入射した走査光１６は更に偏向され
読取り窓１５より開口１４ａを介して被読取り媒体ｌの
バーコード１７上に集束する。

またバーコード１７における反射光即ち散乱信号光１８
は破線で示す如く、前記光路を走査光１６とは逆方向に
伝播されホログラムディスク１２に入り、ホログラムデ
ィスク１２によって図示していない光検知器に集光され
てバーコード１７が読み取られる。

信号散乱光１８は固定ホログラム２に対し発散しながら
入射するが、固定ホログラム２がバーコード１７に近い
ため大きく拡がることはない。しかも固定ホログラム２
によって平面波に変換されホログラムディスク１２に入
射するため、ホログラムディスク１２の集光部を小型化
できるという利点がある。

かかるホログラムスキャナにおいてバーコード１７の表
面を走査する光を走査線と称し、バーコード１７の方向
に関係なくその表面を正しく走査するために、固定ホロ
グラム２に入射した走査光１６は複数方向に偏向され複
数本の走査線が形成される。

即ち第４図に示す如く固定ホログラム２は透明基板２１
の読取り窓１５部分に、走査線に対応する帯状のホログ
ラム回折格子２２，２３．２４が形成されており、固定
ホログラム２から離れた空間上で複数本の交差した走査
＆’！２２０，２３０，２４０を含む走査パターンが形
成される。

しかるに、第５図（ａ）に示す如く窓カバーに形成され
た読取り窓が固定ホログラムに近接していると、バーコ
ード１７が傾斜して０る場合それを図の上から下に移動
させてもバーコード１７が通過する位置によっては読み
取れないことがある０例えば■で示す位置を通過するバ
ーコード１７は読取り可能であるが■あるいは■で示す
位置を通過するバーコード１７は読取り不能である。従
って第９図（ｂ）に示す如（走査線２２０．２３０．２
４０が交叉する位置に読取り窓を設ける必要がある。従
来のホログラムスキャナではこの走査６１２２０．２３
０．２４０が交叉する位置から、固定ホログラム２まで
の距１ｈは少なくとも１００ｍ＋−程度必要であり、ホ
ログラムスキャナの薄型化を阻害するという問題があっ
た。

そこでかかる問題を解決するべく本願出願人は先に特願
昭６１〜２３９９０３号明細書において第６図および第
７図に示す如きホログラム窓を用いたレーザ光走査装置
を提案した。

第６図はその主要構成を示す分解斜視図である。

図において８はホログラム窓で、それぞれ異なる向きに
形成された帯状ホログラム４１．４２．４３を有する３
枚の透明基板４４，４５．４６を該帯状ホログラムが交
叉するように互いに接着して積層したものである。

そしてホログラム窓８は第６図の下図に示す如く、３枚
の側面ミラー５１，５２，５３、貫通穴５４を備え内面
に湾曲反射面を有する凹面ミラー５５、底面ミラー５６
、光検知器５７、該光検知器５７への集光用側面ミラー
５８．５面の反射ミラー面を有する回転多面鏡５９、該
多面鏡５９の回転用モータ６０等の光学部品上に設置さ
れる。

そして上記光学部品はＨｅ−Ｈｅレーザ６１や反射ミラ
ー６２とともに所定の位置関係で、図示しない基台」二
にをり付けられてレーザ光走査装置が構成されている。

次に第７図を参照しながらその動作を説明する。

第７図（Ａ）の如く、レーザ６１より発生されたレーザ
光は反射ミラー６２（第６図参照）にて偏向され多面鏡
５９側から凹面ミラー５５側へ出射される。

この出射光■は貫通穴５４を通って背面ミラー６３によ
り反射され、再び該貫通穴５４を通って多面鏡５９へ出
射される。この出射光■は多面鏡５９の反射面の傾きと
回転によって所定範囲に走査され３枚の側面ミラー５１
　、５２．５３上を順次走査する（図では中央の側面ミ
ラー５２上を走査している状態を示す）レーザ走査光＠
０となる。このレーザ走査光［相］■は側面ミラー５１
　、５２．５３と底面ミラー５６を介してホログラム窓
８へ出射され、方向が異なる３つの帯状ホログラムを順
次走査する。すると該出射光［相］■は帯状ホログラム
によって所定方向の走査線として出射され、該出射光［
相］［相］によって所望の走査パターンが形成される。

またバーコードよりの信号散乱光は走査パターン発生の
逆光路即ち■■−［相］■を介して側面ミラー５２に出
射され、次に第７図（Ｂ）の如く該ミラー５２の反射光
が多面鏡５９を介して凹面ミラー５５の湾曲面に出射さ
れ、該湾曲面にて集光された出射光が側面ミラー５８を
介し信号光として光検知器５７により検知される。

このように多面鏡からの走査光を走査角度をカバーする
ように配置した３面の側面ミラーと底面ミラーとで反射
させホログラム窓上の帯状ホログラムを下面から帯の方
向に沿って順次走査し、帯状ホログラムの回折作用によ
りホログラム窓の上側に所定のパターンでレーザ光が出
射しバーコードを照射するようになっている。

上記構成を有するレーザ光走査装置は、方向の異なる走
査パターンがホログラム窓より上側の全ての平面で交叉
するようにレーザ光が出射するので、第４図に示すｈを
必要とせず装置の薄型化が達成できる。

［発明が解決しようとする課題） しかし、上記従来のレーザ光走査装置では、ホログラム
窓上に３本の方向の異なる走査パターンを発生させるた
め、ホログラム窓の下側に水平方向に分割された３面の
側面ミラーを平面的に組み込む必要がある。この３面の
うち両側の側面ミラーはホログラム窓の外側まではみ出
して配置されるので、装置の外形をホログラム窓の大き
さ以上に大型化しなければならず、装置をコンパクトに
できないという問題点があった。

本発明は上記問題点に鑑み創出されたもので、回転多面
鏡からの走査光を反射型ホログラムで回折させることに
より、分割された側面ミラーを用いずにホログラム窓上
に３方向の走査パターンを発生させて装置の小型化を図
ることを目的とする。

（課題を解決するための手段） 第１図は本発明によるレーザ光走査装置の要部を示す下
面斜視図である。なお全図を通し同じ対象物は同一記号
で表している。

上記問題点は、互いに交叉する複数の透過型の帯状ホロ
グラム８１ａ、８２ａ、８３ａを備えたホログラム窓８
にて読取り窓が形成されており、装置外部に出射するレ
ーザ走査光が前記ホログラム窓８を通し、且つ前記帯状
ホログラム８１ａ、８２ａ、８３ａにて偏向されて被読
取り媒体を照射する走査光となるレーザ光走査装置にお
いて、 前記ボログラム窓８に入射するレーザ走査光が、互いに
平行な複数列の水平走査パターン３４，３５゜３６とな
るようレーザ光を走査する偏向手段５９と、前記１１数
列に対応して配置され、前記偏向手段５９からの入射レ
ーザ光を互いに異なる方向に回折して前記ホログラム窓
の帯状ホログラム８１ａ、８２ａ。

８３ａのそれぞれを走査する如く出射する反射型の帯状
ホログラム３Ｌ３２．３３とにより生成されることを特
徴とする本発明のレーザ光走査装置により解決される。

（作用） 複数の反射型の帯状ホログラム３１，３２．３３の回折
方向を互いに異ならしめて所定に形成し、偏向手段５９
からの走査光で順次走査すると、所望の走査パターンで
読取り窓８上の対応する帯状ホログラム８１　ａ　＋　
８２　ａ　＋　８３　ａに出射させることができる。

偏向手段５９からの走査光が反射型の帯状ホログラム３
１．３２．３３によって反射、回折されて直接読取り窓
８に入射されるので偏向手段５９の偏向角度を小さくで
き側面ミラーや、底面ミラーが不要となり装置の小型・
薄型化を実現できる。

［実施例］ 以下添付図により本発明の実施例について説明する。

第２図の本発明の実施例を示す分解斜視図を、第１図と
共に用いて説明する。

第２図において、８はホログラム窓、３は反射型ホログ
ラム、５５は貫通穴５４を有し湾曲反射面を有する凹面
ミラー、５９は回転多面鏡、６０は回転多面鏡を回転さ
せるモータ、６１はレーザ光源、５７は光検知器、５８
は光検知器への集光用の側面ミラーである。

レーザ光は、まず！Ｉｅ−Ｎｅ　レーザなどのレーザ光
源６１から出射し、反射ミラー６２で偏向され、凹面ミ
ラー５５０貫通穴５４の背後にある図示しない背面ミラ
ーで反射されて、反射ホログラム３の方向から回転多面
鏡５９に入射する９　（従来例と同じ）回転多面鏡５９
は、例えば６面の多角形よりなり、同一方向から入射し
たレーザ光［相］を高さ方向の出射角を若干界ならしめ
て反射型ホログラム３の３段の帯状ホログラム３１，３
２．３３のそれぞれを同一偏向角度の範囲で順次走査す
るように、多面鏡外周の隣接する３つの反射面は回転軸
に対して異なる傾きを持たせである。

反射型ホログラム３はホログラム窓８の下側に設けられ
、回折方向が異なる３つの反射型の帯状ホログラム３１
，３２．３３が同一平面内で上下に配置されており、そ
れぞれのホログラムは回転多面鏡５９の方向から入射す
る走査光を回折してホログラム窓８の帯状ホログラム８
１ａ、８２ａ、８３ａを下面から照射するするようにホ
ログラムが形成されている。

ホログラム窓８は例えば方向の異なる透過型の帯状ホロ
グラム８１ａ　、　８２ａ　、　８３ａを有するガラス
などの３枚の透明基板８１，８２．８３が該帯状ホログ
ラム８１ａ、８２ａ、８３ａが交叉するように積層され
てなり、下面の所定方向から入射するレーザ光を回折し
て上面に透過し、該ホログラム窓８の上側に所定の走査
パターンでレーザ走査光を出射するように形成されてい
る。（従来例と同じ） つぎに第１図により、本発明の特徴たる反射型ホログラ
ム３の動作を説明する。

上述の如く回転多面鏡（偏向手段）５９から走査光が複
数段の帯状ホログラムに順次照射されると、以下の如く
該走査光は偏向されてホログラム窓を所定の走査パター
ンで走査する。

例えば、本実施例では、先ず上段の帯状ホログラム３１
が回転多面鏡５９の成る反射面で走査バターン３４の如
く走査されると、回折して斜め上方に反射したレーザ光
は反射型ホログラム３０面と略平行な走査パターンでホ
ログラム窓８の帯状ホログラム８１ａを走査する。

ついで回転多面鏡５９の次の反射面で中段の帯状ホログ
ラム３２が走査パターン３５の如く走査されると、今度
はレーザ光はひねって反射されホログラム窓８上の斜め
の帯状ホログラム８３ａを走査するように出射される。

さらについで回転多面鏡５９の３番目の反射面で偏向さ
れて最下段の帯状ホログラム３３に入射して走査パター
ン５６の如く走査されるレーザ光は上記中段とは反対方
向にひねられて反射し、ホログラム窓８の帯状ホログラ
ム８２ａを走査する如く出射される。

なおバーコードからの散乱信号光は走査光とは逆光路を
たどってホログラム窓８から反射型ホログラム３に入射
して回転多面鏡５９から方向一定の信号光となって凹面
鏡ミラー５５（第２図参照）に出射する。この信号光は
走査光と異なりある程度の広がりをもつので広い面積の
凹面反射面で集光されて集束光となり側面ミラー５８で
偏向されて、焦点位置にある光検知器５７により検出さ
れる。

このように上記構成とすることにより、回転多面鏡によ
る走査範囲が小さいので両側の側面ミラーや底面ミラー
を設ける必要がなく、装置の小型・薄型化を達成するこ
とが容易となる。

〔発明の効果〕

上述の如く本発明によればバーコード読取り装置の薄型
化を可能とするレーザ走査装置において、装置の小型化
を阻む側面ミラーと底面ミラーとが不要となるので、装
置全体をさらに小型・薄型化したものを提供することが
可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のレーザ光走査装置の要部を示す下面斜
視図、 第２図は本発明の実施例を示す分解斜視図、第３図は従
来のレーザ光走査装置を示す模式図、第４図は従来の固
定ホログラムを示す斜視図、第５図は従来のレーザ光走
査装置における問題点を示す図、 第６図はホログラム窓を用いたレーザ光走査装置の主要
構成を示す分解斜視図、 第７図は第６図装置の光路状態を示す概略側面図、 である。 図において、 ３−反射型ホログラム、 ３１．３２．３３　　反射型の帯状ホログラム、３４．
３５．３６−・水平な走査パターン、５１．５２．５３
−・側面ミラー　　５５・・−凹面ミラー５Ｇ　　底面
ミラー　　　　　５７−・光検知器、５９一回転多面鏡
（偏向手段）、 ６０−モータ、　　　　　　６１−　レーザ光源、８　
ホログラム窓、　　　８１ａ　、　８２ａ　、　８３ａ
・透過型の帯状ホログラム、 である。 第　１２ （ニラ （レジ イ芝釆カレー″ワーを乏ｌ麦！にと月する間開１点、Σ
示７４コ第 従来のレー°ワ′を疋−１ｙｙｔホ７１１八′図第　３
　図 嘉 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 互いに交叉する複数の透過型の帯状ホログラム（８１ａ
   、８２ａ、８３ａ）を備えたホログラム窓（８）にて読
   取り窓が形成されており、装置外部に出射するレーザ走
   査光が前記ホログラム窓（８）を通し且つ前記帯状ホロ
   グラム（８１ａ、８２ａ、８３ａ）にて偏向されて被読
   取り媒体を照射する走査光となるレーザ光走査装置にお
   いて、 前記ホログラム窓（８）に入射するレーザ走査光が、互
   いに平行な複数列の水平走査パターン（３４、３５、３
   ６）となるようレーザ光を走査する偏向手段（５９）と
   、前記複数列に対応して配置され、前記偏向手段（５９
   ）からの入射レーザ光を互いに異なる方向に回折して前
   記ホログラム窓の帯状ホログラム（８１ａ、８２ａ、８
   ３ａ）のそれぞれを走査する如く出射する反射型の帯状
   ホログラム（３１、３２、３３）とにより生成されるこ
   とを特徴とするレーザ光走査装置。