JPH03192318A - ホログラム光走査装置 - 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】 産業上の利用分野 本発明は、レーザプリンタ、イメージリーダ等の分野で
利用されるホログラム光走査装置に関する。

従来の技術 従来におけるホログラム光走査装置としては、例えば、
以下に述べるようなものがある。すなわち、複数に分割
されたホログラムを有し回転するホログラムディスクに
、光源としての半導体レーザから出射された光ビームを
入射する。これにより、ホログラムに入射した光ビーム
は複数の方向に分離された走査パターンとなる。そして
、それら走査パターンは、各走査パターン毎に設定した
複数枚の固定ミラーにより反射されて所望の走査方向に
進んでいきバーコード面上で走査され、これにより情報
の読取りを行うことができる。

この場合、ホログラムディスクに対する光ビームの入射
角は垂直であり、そのホログラムの大きさを任意に設定
することによって、任意の長さの走査幅の走査線を描く
ことができる。

発明が解決しようとする課題 上述したような装置の場合、バーコード面上における走
査線の走査方向の順序は、まず右上がり方向から行い、
次に水平方向に移り、最後に右下がり方向へと順次走査
していくのがごく一般的な方法である。また、この他に
、回転はしても収差はごくわずかしか発生しないホログ
ラムディスクを用いることにより、長いパス長を取って
長い走査線を描きミラーにて分割して異なる方向へ反射
させ、再びバーコード面上に導くことにより走査させ、
これにより読取りを行う方法の場合にも、その走査線の
走査方向の順序は、やはり、右上がりから水平方向、最
後に右下がりへと進んでいくのがごく一般的な方法であ
った。

このような一連の走査順序に従った走査方法においては
、ある一定の方向からバーコードが走査線領域に進入し
てくる場合には問題はないが、しかし、バーコードがラ
ンダムな方向から走査線領域に進入してくるような場合
には効果的に読み取りを行うことができないという問題
がある。

課厘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ｌ
記載の発明では、回転するホログラムディスク内に複数
に分割して形成されたホログラムに光ビームを垂直に入
射し、これにより複数の方向に分離された走査パターン
を発生させ、各走査パターン毎に設定した複数枚の固定
ミラーを介して、読取面上を走査させることにより情報
の読取りを行うホログラム光走査装置において、少なく
とも４方向の走査線の方向を有し初めに大きな交差角に
て走査し次に前に走査した方向の間を走査するようにホ
ログラムの回折格子の方向を設定し、このように設定さ
れた前記ホログラムに対応したミラーを設けた。

また、請求項２記載の発明では、回転するホログラムデ
ィスク内に複数に分割して形成されたホログラムに光ビ
ームを垂直に入射し、それらホログラムによって複数の
方向に分離された走査パターンを発生させ、各走査パタ
ーン毎に設定した複数枚の固定ミラーを介して、読取面
上を走査させることにより情報の読取りを行うホログラ
ム光走査装置において、前記読取面への前記光ビームの
進入方向とほぼ平行な方向の走査線を少なくとも２本以
上発生させるように、前記光ビームの前記読取面への進
入方向とほぼ平行な方向の向きの回折格子をもつホログ
ラムを前記ホログラムディスク内に少なくとも２個以上
形成するようにした。

作用 これにより、読取面に対する走査線の方向や走査したい
走査線の順番、さらには、走査線の幅を自由に設計する
ことができるため、ランダムな方向から読取面が走査線
領域に進入するようなことがあってもその情報を確実に
読取ることができる。

実施例 本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

読取面としてのバーコードの読取り性には、一般に、走
査線の方向、順番、長さが大きく影響する。

その読取り性の向上を図るためには、それら走査線の方
向、順番、長さを自由に設計できることが望まれる。こ
のようなことから本実施例では、回転するホログラムデ
ィスク内に複数に分割して形成されたホログラムに光ビ
ームを垂直に入射し、これにより複数の方向に分離され
た走査パターンを発生させ、各走査パターン毎に設定し
た複数枚の固定ミラーを介して、読取面上を走査させる
ことにより情報の読取りを行うホログラム光走査装置に
おいて、少なくとも４方向の走査線の方向を有し初めに
大きな交差角にて走査し次に前に走査した方向の間を走
査するようにホログラムの回折格子の方向を設定し、こ
のように設定された前記ホログラムに対応したミラーを
設けた。また、この場合、読取面への光ビームの進入方
向とほぼ平行な方向の走査線を少なくとも２本以上発生
させるように、光ビームの読取面への進入方向とほば平
行な方向の向きの回折格子をもつホログラムをホログラ
ムディスク内に少なくとも２個以上形成するようにした
。以下、このように構成した理由を順次説明していく。

バーコードの読取り性を向上させるためには、前述した
ように走査線の方向、順番、長さを自由に設計できる方
式が望ましいが、この場合、以下に述べるように走査線
の効果的な構成を行うことが必要である。すなわち、従
来、３方向の走査線が一般的であったが、読取り性向上
のために４方向以上の走査線を設定する。このためには
、ホログラムを多数個設けることが必要である。第１図
は、そのホログラム１による回折方向の変化の様子を示
したものである。この図かられかるように、光ビームａ
の入射角がホログラムディスク２に対して垂直に入射さ
れることにより、回折光ｂ（走査パターンｂ）は常に回
折格子３の回折方向に回折される。そこで、この場合、
各ホログラム１を入射する光ビームａが無収差になるよ
うに予め収差補正をして作成しておけば、全走査幅に渡
って無収差の走査線を描くことができる。この無収差と
するためには、ホログラム１の作成時の物体側にシリン
ドリカルレンズを付加したり、プリズムを傾けて付加す
るようにすればよい。

そして、このようなホログラムｌをその向きを走査した
い走査線の向きと順番に一致させて多数個ホログラムデ
ィスク２上に配列させることにより、また、必要な走査
線の幅に合わせてホログラム１の大きさを調整すること
により、さらに、各走査線に対応してミラー（後述する
）を配設することによって走査したい走査線の順番を実
現することができる。

第２図は、具体的な構成の一例を示したものである。こ
の場合、初めに大きな交差角にて走査し、次に前に走査
した方向の間の方向を走査するようにホログラム１の回
折格子３の向きを調整し、それに対応した固定ミラーと
してのミラー４を新たに設ける。すなわち、走査したい
方向と、光ビーム入射時の回折格子３の方向を合わせ、
それに沿ってミラー４の方向も合わせる。図示しないバ
ーコードの幅と高さにはいろいろなものがあるが、要す
るに走査線をバーコードの端から端まで横断させるか、
若しくは、第４図に示すようにバーコード５上に２本の
走査線が横切るようにする。第３図はそのバーコード５
上に走査される走査線の順序を示したものである。この
場合、走査線に付した番号は反射されたミラー４の番号
を示すものであり、この順序に従って走査される。従っ
て、このような構成とすることにより、第５図（ａ）に
示すように幅に対して高さが低いバーコード５や、第５
図（ｂ）に示すように幅に対して高さが高いバーコード
５に対して漏れなく読取りを行うことができる。

次に、走査線の走査角θについての具体例を第１１図に
基づいて述べる。今、バーコード５と走査線の傾きが±
３０’３０’で傾いても読取り可能なバーコード５があ
るとする。この時、例えばホログラムディスク２の回転
の前半に互いに６０°ずつ交わる走査線と、回転の後半
にその間の角度で互いに６０’で交わるような走査線を
設定しておき、ホログラムディスク２が一回転する周期
を０秒とすると、バーコード５の読取られるチャンスは
０秒の間に２回ある。そして、そのバーコード５を横切
る時間がほとんど０秒と仮定すると、そのバーコード５
を読まない間隔はＣ／２秒となる。一方、走査線を３０
°ずつ順番に走査するように設定しておくと、バーコー
ド５の読取られるチャンスは０秒の間に２回だが、バー
コード５を読まない間隔は最大５ＸＣ／６秒となる。そ
して、その間に速いスピードでバーコード５が走査領域
を通過すると、信号は読取られないことになる。

従って、このようなことから、後者の例ではバーコード
５を横切る時間は実際には０秒ではなくＣ／６秒の散開
だけあるため、バーコード５を読まない時間が短い前者
の方が後者の場合よりも読取り性がよいことがわかる。

次に、これまで述べたような構成の装置において、読取
り性を一段と向上させるための具体例について述べる。

まず、高さが幅に対して小さいものに対してはどのよう
な順番に走査線を走らせても読取り性は変化しないが、
適度な幅と高さの比をもつバーコード５に対しては、前
述したように順番に読取っていくことにより読取り性を
向上させることができる。また、バーコード５を付けた
物体の進入方向とバーコード５の方向が同じ場合、読取
り性を高めるにはその方向に多数の走査線を並べる必要
がある。第７図及び第８図に示すように、ホログラム１
の格子方向を前記方向に揃え、しかも、空間周波数を変
えることにより、前記方向に多数の走査線を配列するこ
とができる。さらに、第９図に示すように、読取り性を
高めるためには、斜めの走査線の幅を長くする必要があ
る。

このためには、その方向のホログラムを大きくすること
により実現するか、或いは、また、走査線間の距離が長
くなる場合には、同方向の向きの格子配列をもつ小さな
ホログラムをホログラムディスク内に２個以上設はミラ
ーにて前後にずらすことにより行うことができる。また
、この場合、第１０図（ａ）（ｂ）に示すように、必要
により斜めの線だけではなく、いかなる方向の線にも応
用することができる。

発明の効果 本発明は、回転するホログラムディスク内に複数に分割
して形成されたホログラムに光ビームを垂直に入射し、
これにより複数の方向に分離された走査パターンを発生
させ、各走査パターン毎に設定した複数枚の固定ミラー
を介して、読取面上を走査させることにより情報の読取
りを行うホロダラム光走査装置において、少なくとも４
方向の走査線の方向を有し初めに大きな交差角にて走査
し次に前に走査した方向の間を走査するようにホログラ
ムの回折格子の方向を設定し、このように設定された前
記ホログラムに対応したミラーを設け、また、読取面へ
の光ビームの進入方向とほぼ平行な方向の走査線を少な
くとも２本以上発生させるように、光ビームの読取面へ
の進入方向とほぼ平行な方向の向きの回折格子をもつホ
ログラムをホログラムディスク内に少なくとも２個以上
形成するようにしたので、読取面に対する走査線の方向
、走査したい走査線の順番、走査線の幅を自由に設計す
ることができ、これにより、ランダムな方向から読取面
が走査線領域に進入するようなことがあってもその情報
を確実に読取ることができるため従来に比べ一段と読取
り性を向上させることができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る基本的な回折原理を示す説明図、
第２図は本発明の一実施例を示す平面図、第３図はその
ミラーにより走査される走査パターンの様子を示す説明
図、第４図は２本の走査線で読取る場合の様子を示す説
明図、第５図はバーコードがその幅に対して高さが変化
している様子を示す説明図、第６図は走査線の交差角の
様子を示す説明図、第７図は本発明の変形例を示す平面
図、第８図はバーコード面上における走査パターンを示
す説明図、第９図は斜め方向の走査線の幅を長くした場
合の様子を示す説明図、第１０図は本発明の他の変形例
を示す斜視図、第１１図はその平面図である。 １・・・ホログラム、２・・・ホログラムディスク、３
・・・回折格子、４・・・固定ミラー　５・・・読取面
、ａ・・・光ビーム、ｂ・・・走査パターン（ａ〕 Ｊ」 （ｂ’） 図 （Ｃ） 、３）は図 図 ６図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、回転するホログラムディスク内に複数に分割して形
   成されたホログラムに光ビームを垂直に入射し、これに
   より複数の方向に分離された走査パターンを発生させ、
   各走査パターン毎に設定した複数枚の固定ミラーを介し
   て、読取面上を走査させることにより情報の読取りを行
   うホログラム光走査装置において、少なくとも４方向の
   走査線の方向を有し初めに大きな交差角にて走査し次に
   前に走査した方向の間を走査するようにホログラムの回
   折格子の方向を設定し、このように設定された前記ホロ
   グラムに対応してミラーを設けたことを特徴とするホロ
   グラム光走査装置。 ２、回転するホログラムディスク内に複数に分割して形
   成されたホログラムに光ビームを垂直に入射し、それら
   ホログラムによって複数の方向に分離された走査パター
   ンを発生させ、各走査パターン毎に設定した複数枚の固
   定ミラーを介して、読取面上を走査させることにより情
   報の読取りを行うホログラム光走査装置において、前記
   読取面への前記光ビームの進入方向とほぼ平行な方向の
   走査線を少なくとも２本以上発生させるように、前記光
   ビームの前記読取面への進入方向とほぼ平行な方向の向
   きの回折格子をもつホログラムを前記ホログラムディス
   ク内に少なくとも２個以上形成するようにしたことを特
   徴とするホログラム光走査装置。