JPH0312290B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はレーザ光を走査し、被読取物体からの
信号散乱光をホログラムによつて集光する方式の
レーザスキヤナに係る。

最近、スーパーマーケツト等のレジスター業務
を省力化するために商品の外装に印刷されたバー
コードを読み取つてコンピユータに入力するバー
コード読み取り装置が用いられるようになつて来
ている。

従来の技術 第４図はバーコード読取装置の基本構成を説明
するための図であり、同図において、１は外筐、
２は光源としてのHe−Neレーザ、３はビームエ
クスパンダ、４は複数個のホログラムを有するホ
ログラムデイスク、５はその駆動モータ、６は筐
体の操作面にあけられた窓、７は走査光、８は信
号光、９は走査光と信号光を分離するための有孔
ミラー、１０は集光レンズ、１１は光検知器、１
２は商品の外装に印刷されたバーコードをそれぞ
れ示している。この装置の動作は、有孔ミラー９
を通つた光がホログラムデイスク４により収束か
つ偏向されて商品上のバーコード１２を走査す
る。バーコード１２で変調された信号光８は再び
ホログラムデイスク４で収束され、有孔ミラー９
で反射されたのち、レンズ１０を通り光検知器１
１で検出されるようになつている。

発明が解決しようとする問題点 このような従来のレーザスキヤナは、ホログラ
ムデイスクとモータからなる光走査部、レーザ管
あるいはレーザダイオードとビームエクスパンダ
等からなる入射光学系、有孔ミラー、レンズ、フ
イルタ、光検知器からなる再結合系、複数のミラ
ー群からなる走査パターン合成ミラー系の各系を
構成する部品と、これら構成部品間を結合するミ
ラーとを１つの筐体内で組立てているため、これ
ら構成部品は精度よく配列されなければならず、
且つ部品数が多いため個々の部品の組み立て精度
は非常に高いものが要求される。従つて組立が容
易でなく、また組立後の調整が必要であるという
欠点があつた。また光走査部のホログラムデイス
クは、その内部で光の処理を行なうことができな
いため、光走査部から有孔ミラー等の入射光、再
結像光分離素子までの間で光路領域を共用してい
る以外には各系が分離しており、空間的に密度が
低く、そのため走査・集光系のコンパクト化、こ
れらを一体にしたモジユール化、ひいてはスキヤ
ナの小型化、低価格化が困難であるという欠点が
あつた。

問題点を解決するための手段 本発明は上記問題点を解決するために、回転体
に装着あるいは形成されたホログラムによつて該
ホログラムへ照射したレーザ光が回折されて該回
転体外部へ出射すると共に、該出射光が該回転体
の回転によつて被読取物体に対する走査光として
機能し、且つ該走査光による被読取物体からの信
号散乱光が再び前記ホログラムによつて集光され
光検知器へ導かれる方式のレーザスキヤナであつ
て、前記回転体の一端に該回転体の回転中心軸線
上の１点を含み且つ該回転中心軸線に対し傾斜し
た単一の斜面が形成されていると共に、該斜面に
は前記ホログラムが配設され、前記ホログラムを
透過して前記回転体内部に入射した前記信号散乱
光が、該回転体の他端外部で前記中心軸の線上に
設置された前記光検知器へ集光されて導かれるこ
とを特徴とするレーザスキヤナを提供するもので
ある。

本発明者らは、前述のような問題点を解決する
ために、既に、レーザ光走査、集光関係をモジユ
ール化し、小型化するために、回転部材に斜面部
を形成してその斜面部にホログラムを配設する技
術を開示した（特願昭58−224325号他）。しかし
ながら、このレーザスキヤナの回転部材の具体例
はいずれも複数個のホログラム配設斜面部を有し
ていた。その複数個のホログラムは夫々特定の集
光光量を確保するために充分な大きさの有する必
要があり、回転部材の動径方向がまだ大きかつ
た。そこで、本発明では、このホログラム配設斜
面部を回転部材の回転軸線上の１点を含む単一平
面（単フアセツト）だけにすることによつて動径
方向の寸法を最小限化した。

更に、従来のレーザスキヤナでは（我々が先に
開示した上記レーザスキヤナを含む）、ホログラ
ム（あるいはミラー）への入射ビームと信号集光
光とが同一の光路領域を占めるため、入射光と集
光光の有孔ミラー、有孔レンズ、小ミラー等によ
る分離せざるを得ず、これが孔学系構成上の制約
となり、レーザスキヤナの小型化を妨げていた。
これに対し、本発明のレーザスキヤナでは、好ま
しい態様として、回転部材の単一斜面部の回転軸
線上に反射鏡を設け、この反射孔にホログラムの
信号集光光側の反対側からレーザ光を入射し、そ
の反射光でレーザ光の走査を行なうので、上記の
ような光学系構成上の制約がない。

実施例 以下、本発明の実施例を図面によつて詳述す
る。

第１図は本発明によるレーザスキヤナの第１の
実施例を説明するための図である。同図におい
て、２０は回転部材、２１はステータ、２２は軸
受、２３は入射レーザ光、２４は小ミラー（入射
光反射鏡）、２５は走査レーザ光、２６は被読取
物体（バーコード）、２７は信号散乱光、２８は
ホログラム、２９は有孔フレネルレンズ、３０は
半導体光検知器をそれぞれ示す。

本実施例は、円筒を斜めに切断した形状の回転
部材２０の楕円形の切断斜面部にホログラム２８
を配設している。この回転部材２０は軸受で２２
で支えられたローターを成しており、ステータ２
１と共にモータを構成する。従つて、回転部材２
０の軸線方向にモーターを配置する必要がない。
He−Neレーザ、あるいは半導体レーザ（図示せ
ず）から出たレーザ光はコリメータ（図示せず）
によつて平面波２５に変換され（レーザ光２３）、
小ミラー２４で反射された後、有孔フレネルレン
ズ２９の中心部の孔を通つて回転部材２０の内部
に入り、回転部材２０の斜面をなすホログラム２
８で回折、偏向されて（走査光２５）、商品の外
装に印刷されたバーコード２６上に集光・照射さ
れる。バーコード２６から反射した信号散乱光２
７はホロラム２８に戻り、ここで回転部材２０の
回転軸線に平行な平面波に変換され、回転部材２
０の一端に設けた有孔フレネルレンズ２９によつ
て収束され、回転部材２０の回転軸線上に配置さ
れた半導体光検出器３０上に結像する。

このように、本実施例は、入射光学系、走査
部、再結像光学系が回転部材を用いて高密度に集
積化され、モジユール化されている。そして、こ
の回転部材は、ホログラムが単フアセツトで遊休
フアセツトがないので、従来の複数フアセツト
（セグメント）タイプのものと較べて、フアセツ
ト当りの集光面積は同一であるから、動径方向の
寸法が最小限になつている。動径方向の寸法は理
論上２個のフアセツトからなるホログラムと較べ
て約√２分の１（約７分の５）になる。

ホログラムの作成は、回転部材２０の斜面部に
付けた乳剤上で斜下方からの球面波と回転軸線に
平行な方向からの平面波とを干渉させて作成する
ことができる。

第２図は本発明の第２の実施例を説明するため
の図である。同図において第１の実施例と同一の
部分は同一符号を付して示した。

この実施例では回転部材２０の単一斜面部のホ
ログラム４０の中心部すなわち回転軸線と交わる
部分に反射鏡４１を外側に向けて配設する。反射
鏡の配設の仕方、ホログラムの中心部に銀やアル
ミを蒸着するとか、出来上つた鏡を貼り付けるな
どすることができる。そして、回転部材２０の外
方から回転軸線に沿つて反射鏡４１にレーザ光を
入射し、その反射光２５を被読取物体（バーコー
ド）２６上の集光・照射する。バーコード２６で
反射した散乱信号光２７は、第１の実施例と同様
に、ホログラム４０で回転部材２０の回転軸線に
平行な平面波に変換し、回転部材２０のもう１方
の単端部にあるフレネルレンズ４３で収束し、半
導体検出器３０上に結像される。

この第２の実施例の光学系は、第１の実施例と
同様に、回転部材２０の回転でレーザ光を走査す
ることができる。この走査が可能な理由は、レー
ザ光４２を回転部材２０の回転軸線に沿つて反射
鏡４１に入射すれば、回転部材２０の回転にとも
なう反射鏡４１の反射光の走査とホログラム４０
の走査を同一の走査軌跡として描かせることがで
きるからである。

この実施例では、第２図から明らかなように、
反射鏡４１を用いることによつて入射光４２の光
路領域が信号集光光４４の光路領域から自動的に
分離されている。その結果、第１の実施例で必要
だつた有孔フレネルレンズ２９、小ミラー２４、
小ミラー２９のホルダー、その他の入射光と信号
光を分離するための手段を省略することができ
る。また、小ミラー等がないのでフレネルレンズ
のすく近くに光検出器を配置してその上に結像さ
せることが可能になる。こうして、この実施例の
レーザスキヤナは、構成が簡単化され、部品点数
が減り、小型化され、モジユール化が進められて
いる。

反射鏡４１として例えば平面鏡を用いて収束レ
ーザ光を反射するほか、凹面鏡や放物面鏡を用い
て平行光を収束させたり、収束光に更に収束作用
を付加してもよい。反射鏡４１の代りに反射型ホ
ログラムを用いてもよい。反射鏡４１の大きさは
走査ビーム始点における必要ビーム径が通常１〜
２mmφ程度であるから３〜４mmφもあれば足り、
このとき回転部材２０は例えば50mmφ程度でよ
い。

第３図は本発明の第３の実施例を説明する図で
ある。同図において、第１および第２の実施例と
同一部分は同一符号で示した。

この実施例では、第２の実施例同様に、ホログ
ラム５０の中心部に反射鏡４１を配設して入射光
４２の光路領域を信光集光光５１の光路領域から
分離するが、この光路領域の分離の結果として、
ホログラムによる信号集光光を一旦平行光に変換
し、それを更にフレネルレンズで収束する必要が
なくなるので、信号光２７をホログラム５０から
光検知器３０上に直接に結像する。この目的のた
めのホログラム５０はセルフフオーカス型ホログ
ラムと呼ばれるもので、回転部材の斜面の斜下方
からの発散球面波と回転軸線方向の下方から光検
知器上に結像する収束球面波を斜面の乳剤上で干
渉させて作成することができる。また、回転部材
２０の上面は単に窓があけられていればよく、フ
レネルレンズは不要である。

こうして、この実施例では、第２の実施例より
も更に構成が簡単化され、部品点数が減り、小型
化され、モジユール化がより進んでいる。

発明の効果 以上の説明から有らかなように、本発明によれ
ば、回転部材の単一の斜面にホログラムを配設す
ることによつて、レーザ光走査、集光関係をより
簡単な構成にモジユール化し、小型化し、高信頼
性化し、低価格化することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるレーザスキヤナの第１の
実施例を説明するための要部断面図、第２図は本
発明によるレーザスキヤナの第２の実施例を説明
するための要部断面図、第３図は本発明によるレ
ーザスキヤナの第３の実施例を説明するための要
部断面図、第４図は従来のバーコード読取装置の
基本構成を説明するための図である。 １……外筐、２……レーザ、３……ビームエク
スパンダ、４……ホログラムデイスク、５……駆
動モータ、７……走査光、８……信号光、９……
有孔ミラー、１０……集光レンズ、１１……光検
知器、１２……バーコード、２０……回転部材、
２１……ステータ、２２……軸受、２３……入射
光、２４……小ミラー、２５……走査光、２６…
…バーコード、２７……信号散乱光、２８……ホ
ログラム、２９……有孔フレネルレンズ、３０…
…光検知器、４０……ホログラム、４１……反射
鏡、４２……入射光、４３……フレネルレンズ、
４４……信号集光光、５０……ホログラム、５１
……信号集光光。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 回転体に装着あるいは形成されたホログラム
   によつて該ホログラムへ照射されるレーザ光が回
   折されて該回転体外部へ出射すると共に、該出射
   光が該回転体の回転によつて被読取物体に対する
   走査光として機能し、且つ該走査光による被読取
   物体からの信号散乱光が再び前記ホログラムによ
   つて集光され光検知器へ導かれる方式のレーザス
   キヤナであつて、 前記回転体の一端に該回転体の回転中心軸線上
   の１点を含み且つ該回転中心軸線に対し傾斜した
   単一の斜面が形成されていると共に、該斜面には
   前記ホログラムが配設され、 前記ホログラムを透過して前記回転体内部に入
   射した前記信号散乱光が、該回転体の他端外部で
   前記中心軸の線上に設置された前記光検知器へ集
   光されて導かれることを特徴とするレーザスキヤ
   ナ。 ２ 前記ホログラムは前記回転中心軸線上に位置
   する反射型ホログラムを含み、該反射型ホログラ
   ムに前記レーザ光を照射することを特徴とした特
   許請求の範囲第１項記載のレーザスキヤナ。