JPH03100618A - 光走査パターン発生装置 - 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〕 レーザビームを光学的偏向手段によって偏向させて所定
の平面にレーザビームの偏向軌跡とじて光走査パターン
を発生させる光走査パターン発生装置に関し、特にＰ　
ＯＳ　（ｐｏｉｎｔ　ｏｆ　５ａｌｅｓ）システム等で
用いられるようなバーコード読取スキャナに組み込まれ
る光走査パターン発生装置に関し、光走査パターンのレ
ーザビーム強度を特定箇所だけに片寄らせないように光
走査パターンを発生させ得る光走査パターン発生装置を
提供することを目的とし、 レーザビームを光学的偏向手段によって偏向させて所定
の平面にレーザビームの偏向軌跡として光走査パターン
を発生させる光走査パターン発生装置において、光学的
偏向手段が光走査パターンを複数本の偏向軌跡から形成
させるように、しかもそれら偏向軌跡のうちの任意の一
本の偏向軌跡をその他の少なくとも一本の偏向軌跡と交
差させるが、その交差点での他の偏向軌跡の交差を排除
させるようにレーザビームを偏向させることを特徴とす
る光走査パターン発生装置を構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明はレーザビームを光学的偏向手段によって偏向さ
せて所定の平面に該レーザビームの偏向軌跡として光走
査パターンを発生させる光走査ノくターン発生装置に関
し、特にＰ　ＯＳ　（ｐｏｉｎｔ　ｏｆｓａｌｅｓ）シ
ステム等で用いられるような／（−コード読取スキャナ
に組み込まれる光走査パターン発生装置に関する。

〔従来の技術〕

上述したようなバーコード読取スキャナに組み込まれる
光走査パターン発生装置では、光学的偏向手段としてポ
リゴンミラーが用いられたり、あるいはポリゴンミラー
とホログラム的に処理された光回折要素（ホログラム要
素）との組合が用いられる。このような光学的偏向手段
とそれに組み込まれた適当な反射光学系とによって、固
定光源から発生させられたレーザビームは周期的に偏向
されつつバーコード読取スキャナのバーコード読取窓か
ら射出させられ、そのバーコード読取窓の上方の任意の
平面に該レーザビームの偏向軌跡として光走査パターン
が形成されることになる。第７図を参照すると、従来の
光走査パターン発生装置によって形成される光走査パタ
ーンの一例が示されている。第７図に示す例では、光走
査パターンは８本のレーザビーム偏向軌跡ｔから形成さ
れ、これらレーザビーム偏向軌跡のすべては一点で互い
に交差させられる。バーコードを付した物品がバーコー
ド読取スキャナのバーコード読取窓の上方を通過させら
れたとき、該バーコードは８本のレーザビーム偏向軌跡
ｔのうち少なくとも一本のレーザビーム偏向軌跡を辿る
レーザビームによって走査され、そのときの反射光がバ
ーコード読取スキャナに戻されてバーコード情報が読み
取られることになる。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述の記載から明らかなように、バーコード読取スキャ
ナの作動中において、そのバーコード読取窓からはレー
ザビームが絶えず射出させられ、しかも人体に照射され
得ることになる。したがって、バーコード読取スキャナ
に用いられるレーザビームの強度は人体に影響を与えな
い許容範囲内のものとされなければならない。第７図に
示すような従来の光走査パターンでは、レーザビーム強
度は８本のレーザビーム偏向軌跡ｔの交差点において最
も大きくなる。すなわち、任意のレーザビーム偏向軌跡
ｔに沿うレーザビーム強度分布においては、該交差点の
箇所でのレーザビーム強度はその他の箇所に比べて８倍
大きいことになる。

このため従来の光走査パターン発生装置が組み込まれた
バーコード読取スキャナでは、レーザ安全基準の面から
強度の大きいレーザビームを用いることができず、その
結果充分なバーコードの読取感度が得られないという点
が問題とされている。

すなわち、バーコードの読取感度を高めようとして、レ
ーザビーム強度を増大させると、その増大分は光走査パ
ターンの交差点では８倍の増大分となるので、従来のバ
ーコード読取スキャナでは大きな強度を持つレーザビー
ムを用いることができない。

したがって、本発明の目的はレーザビームを光学的偏向
手段によって偏向させて所定の平面に該レーザビームの
偏向軌跡として光走査パターンを発生させる光走査パタ
ーン発生装置であって、光走査パターンのレーザビーム
強度を特定箇所だけに片寄らせないように光走査パター
ンを発生させ得る光走査パターン発生装置を提供するこ
とである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明による光走査パターン発生装置では、光走査パタ
ーンは従来の場合と同様にレーザビームを光学的偏向手
段によって偏向させて所定の平面に該レーザビームの偏
向軌跡として発生させられるが、かかる光学的偏向手段
にあっては、光走査パターンを複数本の偏向軌跡から形
成させるように、しかもそれら偏向軌跡のうちの任意の
一本の偏向軌跡をその他の少なくとも一本の偏向軌跡と
交差させるが、その交差点での他の偏向軌跡の交差を排
除させるようにレーザビームを偏向させる点が特徴とさ
れる。

〔作　用〕

以上の記載から明らかなように、本発明による光走査パ
ターン発生装置によって発生させられる光走査パターン
においては、偏向軌跡のうちの任意の一本の偏向軌跡が
その他の少なくとも一本の偏向軌跡と交差させられるが
、その交差点での他の偏向軌跡の交差が排除させられる
。すなわち、本発明にあっては、光走査パターン中の偏
向軌跡の交差点は二本の偏向軌跡だけによって構成され
、このため任意の偏向軌跡に沿うレーザビーム強度分布
では偏向軌跡の交差８点でのレーザビーム強度について
はその他の箇所の２倍とされるだけである。

〔実施例〕

次に、添付図面の第１図ないし第６図を参照して、本発
明による光走査パターン発生装置の実施例について説明
する。

第１図を参照すると、バーコード読取スキャナが参照番
号１０で全体的に示され、このバーコード読取スキャナ
１０のハウジング１２の一部にはバーコード読取窓１２
ａが例えば透明ガラスによって形成される。ハウジング
１２内にはバーコード読取スキャナ１０の構成要素の一
部として、光走査パターン発生装置が設けられ、この光
走査パターン発生装置はレーザビーム発生源例えばレー
ザダイオード１４と、このレーデダイオード１４から発
生したレーザビームを所定の方向に偏向させるための光
学的偏向手段すなわちポリゴンミラー１６と、このポリ
コンミラー１６によって偏向されたレーザビームＬをバ
ーコード読取窓１２ａから所定の向きで外部に反射させ
る反射鏡１８とから構成される。

本実施例では、光学的偏向手段すなわちポリゴンミラー
１６は第２図に詳しく図示するようにへ面鏡として構成
され、各反射面は円筒状凹面鏡２ｏとして形成され、し
かも８つの円筒状凹面＠２ｏの中心母線２２はポリゴン
ミラー１６の回転軸線０に対してそれぞれ異なった角度
で傾斜させられる。このような構成により、レーザダイ
オード１４から発生させられたレーザビームしはポリゴ
ンミラー１Ｇの各円筒状凹面鏡２０によってそれぞれ異
なった態′様で偏向され、ポリゴンミラー１６が一回転
する間に適当な任意の平面上には８本のレーザビーム偏
向軌跡が描かれることになる。これについて第３図（ａ
）、第３図（ｂ）および第３図（Ｃ）を参照して具体的
に以下に説明する。

第３図（ａ）に示すように、ポリゴンミラー１６の８つ
の円筒状凹面鏡２０のうちの１つの円筒状凹面鏡２０Ｈ
について注目すると、その中心母線２２ａはポリゴンミ
ラー１６の回転軸線○に直角な平面に含まれる直線りに
対して角度θで傾斜させられる。

ここで、ポリゴンミラー１６の回転に伴って円筒状凹面
鏡２０ａが第３図（ａ）、第３図（ｂ）および第３図（
ｃ）に示すように回転軸線○の回りで回転変位させられ
るときに、円筒状凹面鏡２０ａに対して照射されたレー
ザビームＬの照射点が直線りを辿るようにすると、レー
ザビームしは円筒状凹面鏡２０ａの中心母線２２ａを下
方から上方へ斜めに横切るように照射され、その結果レ
ーザビームしは任意の平面Ｐに破線で示すような偏向軌
跡を描くことになる（第３図（ｂ）および第３図（Ｃ）
）。

このようなレーザビーム偏向軌跡の傾きは円筒凹面鏡２
０ａの中心母線２２ａと直線りとの間の角度θによって
決まるので、８つの円筒状凹面鏡２０のそれぞれの中心
母線２２を直線りに対して異なった角度で傾斜させるこ
とによって、ポリゴンミラー１６が一回転する間に平面
Ｐには８本の異なった傾きを持つレーザビーム偏向軌跡
が描かれることになる。

本実施例では、ポリゴンミラー１６の８つの円筒状凹面
鏡２０とそれぞれの直線りとの間の角度については、８
本のレーザビー１ム偏向軌跡が第４図に示すようなパタ
ーンを描くように変化させられる。

要するに、ポリゴンミラー１６が一回転させられるトキ
、バーコード読取スキャナ１０のバーコ−ド読取窓１２
ａからはレーザビームＬが第４図に示すようなレーデビ
ーム偏向軌跡を辿るように偏向させられ、それがバーコ
ード読取窓１２ａの上方を通過させられるバーコードに
対する光走査パターンとなる。第４図から明らかなよう
に、８本の偏向軌跡のうちの任意の一本の偏向軌跡はそ
の他の４本の偏向軌跡と交差させられるが、各交差点で
の他の偏向軌跡の交差が排除されている。任意の偏向軌
跡に沿うレーザビーム強度分布については、その交差点
の箇所がその他の箇所の２倍となるだけである。

第５図を参照すると、第１図、第２図および第３図に示
した実施例の変形例が示され、光学的偏向手段として、
皿状形態を呈する回転反射体１６′が用いられ、この回
転反射体１６′の内方側面には８つの円筒状凹面鏡２０
′が形成され、レーザダイオード１４から射出されたレ
ーザビームしは回転反射体１６′のほぼ中央部上方に配
置された反射鏡１９によって反射され、次いで円筒状凹
面鏡２０′に照射させられ、これによりレーザビームし
は上述の実施例の場合と同様に偏向され得る。このよう
な構成によっても、第４図に示すような光走査／（ター
ンが得られることは言うまでもない。なお、第５図にお
いて、参照番号２１は回転反射体１６′を回転させるた
めの駆動モータを示す。

第６図を参照すると、本発明による光走査パターン発生
装置の別の実施例が示され、この実施例では、光学的偏
向手段として、ポリゴンミラー２４とホログラム的に処
理された光回折要素（ホログラム要素）２６ａないし２
６ｆとの組合が用いられる。

ポリゴンミラー２４は第５図に示すように六面鏡として
構成され、各反射面は平面鏡とされるが、これら反射面
は後述するように３種類の傾きを持ち、本実施例ではポ
リゴンミラー２４の直径方向に位置する２つの反射面が
同じ傾きとなる。ホログラム要素２６ａないし２６ｆは
バーコード読取スキャナのバーコード読取窓２８上に矢
羽状に取り付けられ、ホログラム要素２６ａ、２６ｃお
よび２６ｅはそれぞれホログラム要素２６ｂ、２６ｄお
よび２６ｆに対して線対称に配置される。なお、当該技
術分野で周知のように、かかるホログラム要素は光回折
要素として機能し、そこに入射したレーザビームを所望
の方向に回折すなわち偏向させるために用いられるもの
である。

図示するように、一対の反射鏡３０ａおよび３０ｂがポ
リゴンミラー２４と向かい合って設けられ、適当なレー
ザビーム発生源（図示されない）から射出されたレーザ
ビームしは一対の反射鏡３０ａおよび３０ｂの間からポ
リゴンミラー２４の反射面に対して入射させられる。ポ
リゴンミラー２４が図中で示す矢印の方向に回転させら
れるとき、レーザビームしはポリゴンミラー２４の６つ
の反射面のうちの１つの反射面２４ａを右端から左端に
横切るように照射することになる。その結果、反射面２
４ａによって反射されたレーザビームは反射鏡３０ａお
よび反射鏡３０ｂを順次横切るように偏向させられる。

反射鏡３０ａによって反射されたレーザビームはホログ
ラム要素２６ａに入射させられ、一方反射鏡３０ｂによ
って反射されたレーザビームはホログラム要素２６ｂに
入射させられる。一対の反射鏡３０ｂによって反射され
たレーザビームはホログラム要素２６ｂに入射させられ
る。一対の反射鏡３０ａおよび３０ｂの反射角度は固定
され、また反射面２４ａへのレーザビームＬの入射角度
も固定されているので、反射鏡３０ａおよび３０ｂから
それぞれのホログラム要素２６ａおよび２６ｂへのレー
ザビームの入射は反射面２４Ｈの反射角度によって保証
される。ホログラム要素２６Ｈに入射されたレーザビー
ムは任意の平面Ｐ上に軌跡ｔ６を描くように回折すなわ
ち偏向され、またホログラム要素２６ｂに入射されたレ
ーザビームは平面Ｐ上に軌跡ｔ、を描くように回折すな
わち偏向される。

ポリゴンミラー２４の反射面２４ａに続く反射面の反射
角度はレーザビームをホログラム要素２６ｃおよび２６
ｄに入射させるように設定され、またその次に続く反射
面の反射角度はレーザビームをホログラム要素２６ｅお
よび２６ｆに入射させるように設定され、その結果ホロ
グラム要素２６Ｃ１２６ｄ２６ｅおよび２６ｆのそれぞ
れに入射されたレーザビームは平面上に軌跡ｊｃ’ｄ’
ｊｅおよび１゜を描くように回折すなわち偏向される。

上述したように、ポリゴンミラー２４の直径方向に位置
する２つの反射面は同じ傾きすなわち反射角度を持つの
で、ポリゴンミラー２４が半回転させられたとき、バー
コード読取窓２８からはレーザビームＬが平面Ｐ上に示
すようなレーザビーム偏向軌跡を辿るように偏向させら
れ、それがバーコード読取窓２８の上方を通過させられ
るバーコードに対する光走査パターンとなる。第４図の
場合と同様に、平面Ｐ上の光走査パターンでも、６本の
偏向軌跡のうちの任意の一本の偏向軌跡はその他の３本
の偏向軌跡と交差させられるが、各交差点での他の偏向
軌跡の交差が排除され、このため任意の偏向軌跡に沿う
レーザビーム強度分布については、その交差点の箇所が
その他の箇所の２倍となるだけである。

〔発明の効果〕

以上の記載から明らかなように、本発明にあっては、充
交差パターン中の偏向軌跡の交差点は二本の偏向軌跡だ
けによって構成され、このため任意の偏向軌跡に沿うレ
ーザビーム強度分布では偏向軌跡の交差点でのレーザビ
ーム強度についてはその他の箇所の２倍とされるだけで
ある。したがって、従来の場合よりも強度の大きなレー
ザビームの使用が可能となって、バーコード読取ｇ度が
高められ得ることになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による光走査パターン発生装置を組み込
んだバーコード読取スキャナの概略斜視図、第２図は第
１図に示すポリゴンミラーの拡大斜視図、第３図（ａ）
、　（ｂ）および（Ｃ）は第２図のポリゴンミラーのレ
ーザビーム偏向原理を説明する部分斜視図、第４図は本
発明によって得られる光走査パターンを示す図、第５図
は第１図、第２図および第３図に示した実施例の変形例
を示す概略図、第６図は本発明による光走査パターン発
生装置の別の実施例を示す概略斜視図、第７図は従来の
光走査パターン発生装置によって得られる光走査パター
ンの一例を示す図である。 １０・・・バーコード読取スキャナ、 １２・・・ハウジング、 １２ａ・・・バーコード読取窓、 １４・・・レーザ発生源、 １６′・・・回転反射体、 ２０・・・円筒状凹面鏡、 ２４・・・ポリゴンミラー ２６ａ〜２６ｆ・・・ホログラム要素、２８・・・バー
コード読取窓、３０ａ、３ｏｂ・・・反射鏡。 １６・・・ポリゴンミラー １８・・・反射鏡、 ２２・・・中心母線、 本発明１こよフて得られる光走査パターン第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、レーザビームを光学的偏向手段（１６：１６′：２
   ４、２６ａ〜２６ｆ）によって偏向させて所定の平面に
   該レーザビームの偏向軌跡として光走査パターンを発生
   させる光走査パターン発生装置において、前記光学的偏
   向手段（１６：１６′：２４、２６ａ〜２６ｆ）が前記
   光走査パターンを複数本の偏向軌跡から形成させるよう
   に、しかもそれら偏向軌跡のうちの任意の一本の偏向軌
   跡をその他の少なくとも一本の偏向軌跡と交差させるが
   、その交差点での他の偏向軌跡の交差を排除させるよう
   に前記レーザビームを偏向させることを特徴とする光走
   査パターン発生装置。