JPH0310388A - 情報読取装置 - 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】 産業上の利用分野 本発明は、バーコード等に用いられる情報読取装置に関
する。

従来の技術 従来、バーコードリーダ等に用いられる情報読取装置に
はその第一従来例として、特開昭５３１１７３３３号に
開示されているように、集束型ホログラムディスクを用
いたものがある。これは、レーザ光源から出射された光
を集束型ホログラムディスクに透過させ、その透過して
集束された光を被照射面であるバーコード面に照射しそ
の面の走査を行った後、そのバーコード面により反射さ
れた光を再び前記集束型ホログラムディスクに透過させ
、これにより集束した光を光検知器に検出させることに
よってバーコード面に記録された情報の読取りを行って
いる。

また、その第二の従来例として、特願平］−４０９０２
号に本田＋ｇ＜人により出願されているように、光走査
するホログラムと集束するホログラムとが同一である帰
還光学系により構成された情報読取装置がある。そこで
、今、その情報読取装置について説明する。

第８図（ａ）（ｂ）（Ｃ）は、情報読重装ｆＥｔ、をユ
ニット化して構成した場合の様子を示したものである。

この場合、第８図（ａ）において、半導体レーザ１の組
み込まれたＬ　Ｄユニット２は、その図示しない放熱板
を外側に向けた状態にして保持部材３に取付けられてい
る。そして、半導体レーザ１から出射された照射ビーム
ａは、図示しない集光レンズにより集光され、図示しな
いビーム整形部材によりその照射ビームａのビーム整形
が行われ、ミラーＭ］、す１（分反射ミラー４の反射部
、ミラーＭ２により順次反射され、ホログラムディスク
５を通過することにより偏向された後、さらに、ミラー
Ｍ３．Ｍ４．Ｍ５を順次介して、窓６から外部に向けて
出射され、被照射面としてのバーコード面上を走査し、
これにより情報の読取りが行われる。また、そのバーコ
ード面からの反則ビーム１）は、再び、ミラーＭ５．Ｍ
４．Ｍ３により順次反射された後、ホログラムディスク
５を通過し、ミラーＭ２により反射され、部分反射ミラ
ー４の透過部を通過して第二集光レンズ７により集光さ
れ、ミラーＭ６を介して、受光素子８に受光され、これ
によりバーコード面に記録された情報の読取りを行って
いる。

」二連したように、半導体レーザ１を組み込んだＬＤユ
ニット２と、ホログラムディスク５と、ミラーＭ］〜Ｍ
６とを一体化構成して用いることによりコンパクト構成
された装置を得ることができる。なお、第９図ないし第
１１図は情報読取装置の変形例を示したものであり、こ
のようにミラー光学系９の配設箇所を変えることにより
光の出射方向を自由に変えることができる。

発明が解決しようとする課題 これら第一の従来例及び第二の従来例における情報読取
装置においては、いずれもホログラムディスク５を用い
ており、このようにホログラムディスク５を用いたこと
によって、バーコード面に照射される照射ビームａの集
束機能や、その途中の光路を反射ミラー等を用いて変え
る偏向機能、さらには、バーコード面からの再帰用の反
射ビームｂの受光機能や、ラスク走査機能を複合化し、
これにより、部品点数の低減や読取りの信頼性の向上な
どを実現することができる。しかし、このような構成の
装置においては、装置自体のコンパクト化に自ずと限界
があり、特に、薄型化する点において改善されていない
。

また、」−述したような従来の装置における照射ビーム
ａと反射ビームｂとの光路分離手段の一般的な方法とし
ては、第１３図に示すように、中央部に六１０の開けら
れた穴あきミラー１１を照射ビームａの入射光路に対し
て傾けて配設し、この状態で、その穴１０に照射ビーム
ａを通過させ、反射ビームｂをその穴あきミラー１１に
より反射させることによって、その反射ビームｂの受光
される光束の光量を読取っている。しかし、この場合に
は、穴あきミラー１１の中央部に位置して穴１０が設け
られているため、受光される光束の光量が最も高くなる
その中央部の位置における光束の大部分がケラしてしま
い（ケラレ領域Ｐ）、その結果、受光される光束の光量
が減り光利用効率が低下するという問題が生じる。

さらに、第二の従来例における情報読取装置においては
、装置自体が薄型、コンパクト化されたものとなっては
いるが、しかし、このような構成ではまだコンパクト化
に不十分であり、特に、バーコード面により反射された
光がホログラムディスク５を通過した光の光路上に設け
られた光学部品（集光レンズ７、ミラーＭ６等）の光検
出光学系１２における部品点数の低減を行っていないた
め、装置の横幅方向及び高さ方向のコンパクト化が十分
に図られていない。

課題を解決するための手段 そこで、このような問題点を解決するために、請求項］
記載の発明は、半導体レーザにより出射された光を集光
された照射ビームに変換する集光レンズを設け、この集
光レンズを通過した前記照射ビームを整形するビーム整
形部材を設け、このビーム整形部材により整形された前
記照射ビームを偏向して被照射面」−を走査させるホロ
グラムディスクを設け、このホログラムディスクを通過
する前後の前記照射ビームの光路を変換するミラー光学
系を設け、一面に前記半導体レーザからの前記照射ビー
ムを反射する反射部及び前記被照射面からの反射ビーム
が透過する透過部が形成されこれと反対側の面に前記透
過部を透過した反射ビームを集束させる集束ホログラム
格子の形成されたホログラムレンズプレートを設け、こ
のホログラムレンズプレートを通過した前記反射ビーム
を検出する受光素子を設けた。

請求項２記載の発明は、半導体レーザにより出躬された
光を集光された照射ビームに変換する集光レンズを設け
、この集光レンズを通過した前記照射ビームを整形する
ビーム整形部拐を設け、このビーム整形部材により整形
された前記照射ビームを偏向して被照射面」−を走査さ
せるホログラムディスクを設け、このホログラムディス
クを通過する前後の前記照射ビームの光路を変換するミ
ラー光学系を設け、一面に前記半導体レーザからの前記
照射ビームを反射する反射部及び前記被照射面からの反
射ビームを集束させる第一集束ホログラム格子が形成さ
れこれと反対側の面に複数に分割された分割型の第二集
束ホログラム格子の形成されたデュアル型ホログラムレ
ンズプレートを設け、このデュアル型ホログラムレンズ
プレー１・を通過した前記反射ビームを検出する複数個
の受光素子を設けた。

作用 請求項１記載の発明では、ホログラムレンズプレートの
一面に部分的に形成された反射部により半導体レーザか
ら出躬された照射ビームを反射しこれと反対側の面に形
成された集束ホログラム格子により被照射面からの反射
ビームを集束させ、この集束された反射ビームを受光素
子に導くようにしたので、従来のようにホログラムディ
スクを通過し受光素子に導かれる間の光検出光学系内に
配置された光学部品の部品点数を削減することができ、
これにより装置をより一層コンパクト化することができ
る。

請求項２記載の発明では、デュアル型ホログラムレンズ
プレートの一面に部分的に形成された反０ 封部により半導体レーザから出射された照射ビームを反
射し、この反射部の周辺領域に形成された第一集束ホロ
グラム格子により被照射面からの反射ビームを集束させ
、この集束された反射ビームをその反対側の面に複数に
分割して形成された分割型の第二集束ホログラム格子に
よりさらに集束させ、これら複数に分割され集束された
反射ビームを各々受光素子に導くようにしたので、」１
述した請求項１記載の作用と同様に、装置をより一層コ
ンパクト化することができる。

実施例 まず、請求項１記載の発明の一実施例を第１図（ａ）（
ｂ）（Ｃ）及び第２図（ａ）（ｂ）に基づいて説明する
。なお、情報読取装置の全体構成については、第８図（
ａＯｂ）（ｃ）に示すような従来技術（第二の従来例）
で述べたのでここでの説明は省略し、また、その従来例
と同一部分については同一符号を用いる。以下、本発明
に係る光検出光学系】２を中心にして述べる。

ホログラムレンズプレート１３は、その表面１３ａ側に
おいて、その中央部分に照射ビームａのビーム径よりも
多少大きめの面積を有する反射部１４が形成され、この
周辺領域は透過部１５とされている。また、これと反対
の裏面１３ｂ側には、−次回折光を集束する機能を有す
る集束ホログラム格子１６が形成されている。

この場合、ホログラムレンズプレート１３の基板として
は、透過性のあるガラスやプラスチック材料を用いるこ
とができ、その基板表面に反射膜を形成することによっ
て、その反射膜を反射部１４とし、この反射膜の形成さ
れていない周辺領域を透過部１５とすることができる。

また、集束ホログラム格子１６の形成方法としては、周
知の三光束干渉法を用いてフォトレジストの表面に形成
された干渉パターンを露光することにより形成すること
ができ、また、このようにして露光により形成された格
子を原盤として用いこれによりスタンパを作成し、紫外
線硬化樹脂による複製、いわゆる、２Ｐ法によって作成
するようにしてもよい。

このような構成において、半導体レーザ１から出射され
ビーム整形された照射ビームａは、ホログラムレンズプ
レート１３の表面１３ａ側の反射部１４により反射され
、ホログラムディスク５に導かれ偏向され、これにより
バーコード面」−を走査する。その後、バーコード面か
らの反射ビームｂは、再び、ホログラムディスク５に導
かれその再帰反射機能によりそのセクタからの回折光と
なってホログラムレンズプレート１３の表面１３ａ側の
全体に入射する。この時、反射ビームｂは、反射部１４
を除いた透過部１５を透過した後、裏面１３ｂ側の集束
ホログラム格子１６を透過することによってオフアクシ
ス（ｏｆｆ−ａｘｉｓ）型の集束光となり、受光素子８
上に導かれる、この時、反射ビームｂの光の強弱は、バ
ーコード面の黒部及び白部により変化するため光信号出
力として検出される。

ここで、本発明により構成される光検出光学系と従来か
らの光検出光学系の比較を行ってみる。

第２図（ａ）（ｂ）は本発明による光検出光学系１２を
示すものであり、第１２図（ａ）（ｂ）は従来からの光
検出光学系１２を示すものである。従って、これら２つ
の図から明らかなように、ホログラムレンズプレート１
３に集束ホログラム格子１６を形成し集束機能を持たせ
たことにより、従来のように集光レンズ７やミラーＭ６
を配設する必要がなくなったので、光検出光学系］２内
の部品点数を削減してスペースを大幅に省略することが
でき、これにより、装置全体の構成を従来に比べより一
層コンパクト化することができる。

また、大面積の開口部を有するホログラムレンズプレー
ト１３を用いて光を集束させるようにしたことにより、
従来のような集光レンズ７を用い３ ４ て集束させていたときに比べ、光利用効率を一段と上げ
ることができる。さらに、集束ホログラム格子１６は、
周知の２Ｐ法による複製により低コストで作成すること
ができると共に、深溝格子とすることにより高回折効率
を得ることができる。

次に、請求項２記載の発明の一実施例を第３図（ａ）（
ｂ）及び第４図に基づいて説明する。なお、請求項１記
載の発明と同一部分についての説明は省略する。

デュアル型ホログラムレンズプレート１７は、その表面
１７ａの中央部に反射部１８が形成されその周辺領域に
１次回折光を集束するための第一集束ホログラム格子１
９が形成されており、また、これと反対側の面１７ｂに
は前記第一集束ホログラム格子１９と同じ集束機能を有
する分割型の第二集束ホログラム格子２０が２分割して
形成されている。また、その裏面１７ｂに分割して形成
された第二集束ホログラム格子２０の後方の位置には２
つの受光素子８が配設されている。

このような構成において、半導体レーザ１から出射され
ビーム整形された照射ビームａは、そのデュアル型ホロ
グラムレンズプレート１７の表面１、７　ａの反射部１
８により反射されてバーコード面方向に進んでいき、一
方、バーコード面からの反射ビームｂは、デュアル型ホ
ログラムレンズプレート１７の表面］　７　ａの第一集
束ホログラム格子１９により集光され、さらに、裏面１
７ｂの２分割された第二集束ホログラム格子２０により
２つのビームに分割され集光された状態で２つの受光素
子８にそれぞれ検出され、これによりバーコド面に記録
された情報の読取りを行うことができる。

従って、本実施例の場合には、光検出光学系１２内の部
品点数を削減することができる他に、ホログラムレンズ
プレートをデュアル型構造としたことにより、これを通
過する反射ビームｂの回折方向を互いに打ち消し合いほ
ぼ透過光のように入射方向と回折方向を同じにすること
ができる。また、表裏両面に集束ホログラム格子を形成
したことにより、これを通過する反射ビームｂの井束点
をより一層短くした位置に得ることができ、これにより
光検出光学系１２内のスペースを大幅に省略して一層コ
ンパクトな装置を得ることができる。

最後に、これまで述べてきた本発明の構成の具体例を第
５図ないし第７図に示しておく。この場合、第５図及び
第６図かられかるように、ホログラムレンズプレート］
３から受光素子８までの間の光検出光学系１２内の部品
点数を、従来例（第８図（ａ）参照）に比べ大幅に削減
（集光レンズ７、ミラーＭ６等）されていることがわか
る。また、第７図は、ホログラムディスク５を透過した
照射ビームａがバーコード面に向かうまでの間のミラー
光学系９を取り除いて直接バーコード面に導くような構
成にしたものであり、これにより一段とコンパクトな構
造にすることができる。

発明の効果 請求項１記載の発明は、ホログラムレンズプレートの一
面に部分的に形成された反射部により半導体レーザから
出射された照射ビームを反射しこれと反対側の面に形成
された集束ホログラム格子により被照射面からの反射ビ
ームを集束させ、この集束された反射ビームを受光素子
に導くようにしたので、従来のようにホログラムディス
クを通過し受光素子に導かれる間の光検出光学系内に配
置された光学部品の部品点数を削減することができ、こ
れにより装置全体の構成を一層コンパクト化することが
できるものである。

請求項２記載の発明は、デュアル型ホログラムレンズプ
レートの一面に部分的に形成された反射部により半導体
レーザから出射された照射ビームを反射し、この反射部
の周辺領域に形成された第一集束ホログラム格子により
被照射面からの反射７ ８ ビームを集束させ、この集束された反射ビームをその反
対側の面に複数に分割して形成された分割型の第二集束
ホログラム格子によりさらに集束させ、これら複数に分
割され集束された反射ビームを各々受光素子に導くよう
にしたので、反射ビームはデュアル型ホログラムレンズ
プレートの表裏両面にそれぞれ形成された集束ホログラ
ム格子により集束されるためその集束位置をより短くす
ることができ、これによりスペースを一層省略化するこ
とができるため装置全体の構成をより一段とコンパクト
化することができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は請求項１記載の発明の一実施例を示すホ
ログラムレンズプレートの表面側の平面図、第１図（ｂ
）はそのホログラムレンズプレー１・の裏面側の平面図
、第１図（ｃ）はホログラムレンズプレートの側面図、
第２図（ａ）（ｂ）は請求項１記載の発明における光検
出光学系の様子を示す光路図、第３図（ａ）は請求項２
記載の発明の一実施例を示すホログラムレンズプレート
の表面側の平面図、第３図（ｂ）はそのホログラムレン
ズプレートの裏面側の平面図、第４図は請求項２記載の
発明における光検出光学系の様子を示す光路図、第５図
は請求項１記載の発明における光検出光学系を実際にユ
ニット化した装置に組み込んだときの様子を示す平面図
、第６図はその側面図、第７図は第５図の変形例を示す
側面図、第８図（ａ）は従来における情報読取装置の側
面図、第８図（ｂ）はその平面図、第８図（Ｃ）はその
正面図、第９図ないし第１１図は従来における情報読取
装置の変形例を示す正面図、第１２図（ａ）（ｂ）は従
来における光検出光学系の様子を示す光路図、第１３図
は従来における光路分離手段を示す光路図である。 １・半導体レーザ、５・・ホログラムディスク、８・・
受光素子、９　・ミラー光学系、１３　ホログラムレン
ズプレート、１４　・反射部、１５・・・透過部、１６
・・集束ホログラム格子、１７・・デュアル型ホログラ
ムレンズプレート、１８・・反射部、１９・・・第一集
束ホログラム格子、２０・第二集束ホログラム格子

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、半導体レーザと、この半導体レーザにより出射され
   た光を集光された照射ビームに変換する集光レンズと、
   この集光レンズを通過した前記照射ビームを整形するビ
   ーム整形部材と、このビーム整形部材により整形された
   前記照射ビームを偏向して被照射面上を走査させるホロ
   グラムディスクと、このホログラムディスクを通過する
   前後の前記照射ビームの光路を変換するミラー光学系と
   、一面に前記半導体レーザからの前記照射ビームを反射
   する反射部及び前記被照射面からの反射ビームが透過す
   る透過部が形成されこれと反対側の面に前記透過部を透
   過した反射ビームを集束させる集束ホログラム格子の形
   成されたホログラムレンズプレートと、このホログラム
   レンズプレートを通過した前記反射ビームを検出する受
   光素子とよりなることを特徴とする情報読取装置。 ２、半導体レーザと、この半導体レーザにより出射され
   た光を集光された照射ビームに変換する集光レンズと、
   この集光レンズを通過した前記照射ビームを整形するビ
   ーム整形部材と、このビーム整形部材により整形された
   前記照射ビームを偏向して被照射面上を走査させるホロ
   グラムディスクと、このホログラムディスクを通過する
   前後の前記照射ビームの光路を変換するミラー光学系と
   、一面に前記半導体レーザからの前記照射ビームを反射
   する反射部及び前記被照射面からの反射ビームを集束さ
   せる第一集束ホログラム格子が形成されこれと反対側の
   面に複数に分割された分割型の第二集束ホログラム格子
   の形成されたデュアル型ホログラムレンズプレートと、
   このデュアル型ホログラムレンズプレートを通過した前
   記反射ビームを検出する複数個の受光素子とよりなるこ
   とを特徴とする情報読取装置。