JPH03249723A - 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、レーザバーコードスキャナ等に用いられる光
走査装置に関する。

従来の技術 従来における光走査装置としては、例えば、レーザ光源
より出射された光を光走査機としてのホログラムディス
クに入射させ、これにより異なる方向へ回折され走査さ
れた走査線を読取面とじてのバーコード上に導きその面
上を走査し、その反射、散乱された光を集光してその強
弱によって。

前記バーコード上に記録された情報信号を読取る方式の
ものがある。

この場合、光を走査するホログラムディスクに複数枚の
ホログラムを形成し、これらホログラムに光の集束性を
もたせ、その焦点位置を異ならしめることによって、そ
れぞれ焦点距離の異なった複数本の走査線を得ることが
でき、これにより、読取面に記録された情報を深度深く
読取ることができる。

発明が解決しようとする課題 上述したような装置をＰＯ５用のレーザバーコードスキ
ャナとして用いた場合について考えると、バーコード面
上を互いに交差する走査線が必要となるが、これを実現
するためには他の多くのミラーが必要となる。

その第一の具体例として、例えば、実公昭５５−３９３
６５号公報に開示されているものがある。

これは、ホログラム又は凸レンズを配置して構成したス
キャナにおいて、そのスキャナ上に順次焦点距離の異な
ったホログラム又は凸レンズを配列して構成したもので
ある。この方式をバーコードリーダに応用した場合、焦
点位置の異なる走査線を多数描くことができ、これによ
り深度深くバーコードを読取ることができる。これをＰ
Ｏ５用に用いると、互いに交差する走査線が信号の読取
り性能の上で必須となるが、しかし、この方式において
走査線（走査パターン）を合成するためには、そのため
の余分なスペースと他の多くのミラーを必要とし、これ
により装置全体の構成が大型化し、コストアップになる
という問題がある。

また、第二の具体例として、特開昭６０−１１８１７号
公報に開示されているものがある。ホログラムディスク
を用いた光走査装置において、ホログラムディスクで回
折されたビームを、ホログラムディスクと逆方向に回折
する定置型ボログラムを有するものである。

この方式は、光源から出射されたビームの波長変動によ
り生じる走査面上における位置変動や等速性等を改良す
るものであるが、しかし、このような方式では、走査パ
ターンを合成するには多くのミラーを周囲に配設する必
要があり、また、ＰＯ８用として用いる場合にはそのた
めのスペースが必要となりコストもかがることになる。

さらに、第三の具体例として、特開昭６３−７４ｏ２３
号公報に開示されているものがある。これは、ホログラ
ムレンズを備えた１枚のボロウィンドと、そのホログラ
ムレンズに複数方向から走査光を入射させるレーザ光走
査機構を有したものである。この場合、ホログラムレン
ズによって走査光を集束させると共に、その走査光を複
数方向に偏向させる働きがあり、これにより、ボロウィ
ンド面ですでに交差する走査パターンを描くことができ
るため、走査パターンを合成するスペースが少なくてす
み薄型化することができる。しかし、このような方式で
は、ホロウィンド面に光が到達するまでに光を交差させ
るため多数のミラーが必要となり、また、ホロウィンド
はホログラムを数枚重ねしかも互いの位置整合を図るた
めコストアップにつながるという問題がある。

課題を解決するための手段 そこで、二のような問題点を解決するために、請求項１
記載の発明では、レーザ光源より出射された光を光走査
機に入射させ、これにより異なる方向へ回折され走査さ
れた走査線を読取面上に導くことにより情報を光学的に
読み取る光走査装置において、前記光走査機により回折
され走査された光の光路上に焦点距離が互いに異なるホ
ログラムを複数有するホログラムプレートを配設し、こ
のホログラムプレートの前記ホログラムにより回折され
互いに異なる集束位置を有する複数の走査線上に前記読
取面を配置した。

また、請求項２記載の発明では、レーザ光源より出射さ
れた光を光走査機に入射させ、これにより異なる方向へ
回折され走査された走査線を読取面上に導くことにより
情報を光学的に読み取る光走査装置において、前記光走
査機を複数のホログラムを有するホログラムディスクに
より形成し、このホログラムディスクに垂直に入射され
た光がこれにより回折され走査されることにより描かれ
た円弧状の走査線上に焦点距離が互いに異なるホログラ
ムが順次配置されたホログラムプレートを配設し、二の
ホログラムプレートにより回折され互いに交差する走査
線上に前記読取面を配置した。

作用 請求項１記載の発明により、多数の焦点位置の異なる走
査線を得ることができるため、これにより読取面の情報
を深度深く正確に読取ることが可能となり、また、ホロ
グラムプレート上に多種類のホログラムを周知の複製技
術により作製することができ、しかも、ミラーを用いな
いで互に％に交差する走査線を描くことができるため生
産コストの低減化をより一層図ることが可能となる。

請求項２記載の発明により、光走査機に設けられたホロ
グラムは周知の複製技術により作製することができるた
めコストの低減化を図ることができ、また、光走査機に
ホログラムを用いることにより凸レンズ或いは凹レンズ
の作用をもたすことができるためその分ビーム整形がし
やすくなり、さらに、出射されたビームは２枚のホログ
ラムを通過して読取面上に導かれ、これによりレーザ光
源の波長変動によるビーム位置変動もそれら２枚のホロ
グラムによって相殺されるため、読取り誤差を従来に比
べ一段と少なくすることが可能となる。

実施例 本発明の第一の実施例を第１図ないし第５図に基づいて
説明する。レーザ光源としての半導体レーザ１より出射
された光がコリメートレンズ２により整形された光の光
路上には、光走査機としての回転ミラー３が配設されて
いる。この回転ミラー３はモータ４により回転されるよ
うになっており、これにより回折され走査された光の光
路上には、焦点距離が互いに異なるホログラム５を複数
有するホログラムプレート６が配設されている。

さらに、このホログラムプレート６の前記ホログラム５
により回折され互いに異なる集束位置を有する複数の走
査線７上には読取面としての図示しないバーコードが配
置されている。

このような構成において、半導体レーザ１から出射され
た光はコリメートレンズ２により整形され、回転ミラー
３に入射する。この回転ミラー３は、第３図に示すよう
に、互いに傾きの異なる複数枚のミラー面８が形成され
ており、これらミラー面８により回折された光は互いに
異なる上方に向かって進んでいき、ホログラムプレート
６に入射する。このホログラムプレート６は、第２図に
示すように、扇形をしており、その内部にはホログラム
５が多数形成されている。この場合、ホログラム５はそ
れぞれ互いに異なる焦点距離をもっており、ミラー面８
の傾きに応じて何重にも形成することができるが、ここ
では２重にした場合について示す。そして、これらホロ
グラム５により走査された互いに焦点距離の異なる多種
類の走査線７は、その上部に位置する図示しない読取面
としてのバーコード上に導かれ、これにより情報の読取
りを行うことができる。

上述したように、互いに異なるミラー面８を有する回転
ミラー３と、互いに焦点距離の異なるホログラム５を多
数有するホログラムプレート６とを設けることによって
、バーコード面上には、第５図に示すような、互いに焦
点距離が異なり、しかも、互いに平行で互いに交差する
走査線７を描くことができ、これにより、バーコードの
情報を深度深く正確に読取ることができる。

次に、本発明の第二の実施例を第６図ないし第９図に基
づいて説明する。従来、光走査機にホログラムを有する
ホログラムディスクを用いたものが多く用いられている
が、しかし、従来の方式ではそのホログラムに広い走査
角を描かせると走査されたビームの変形が大きくなり、
使用することが不可能な場合が生じていた。そこで、第
６図に示すように、そのようなホログラム９に垂直に光
を入射させることにより、ホログラム９の回転によって
も集光されたビーム形状は変わらず、３６０°の広範囲
に渡って走査線７を描くことが可能となる。このような
ことから本実施例では、第７図ないし第９図に示すよう
に、光走査機としてホログラムディスク１０を用い、こ
のホログラムディスク１０上に複数種類のホログラム９
を形成し、これに垂直にビーム１１を入射し、ホログラ
ムプレート６（第１図参照）上に前記ホログラムディス
ク１０のホログラム９に対応したホログラム５を形成す
るようにしたものであり、これにより、上述した第一の
実施例と同様な効果を得ることができる。

また、本実施例のように、ホログラムプレート６及びホ
ログラムディスク１０にそれぞれホログラム５，９を設
けたことにより、半導体レーザｌから出射された光はホ
ログラムを２回通過することになり、これにより、半導
体レーザ１の波長変動によるバーコード面上におけるビ
ーム位置の変動を相殺させることが可能となる。さらに
、それらホログラム５，９のどちらか一方に凸レンズ作
用をもたせ、他方に凹レンズ作用をもたせることにより
、効果的なビーム整形を行うことができると共に、部品
点数の削減を図ることができる。

次に、第三の実施例を第１０図及び第１１図に基づいて
説明する。この場合、半導体レーザ１より出射された光
をホログラムディスク１０に太いビーム１１の状態で入
射させることによって、焦点距離の長い低コストのコリ
メートレンズ２を用いることができ、しかも、これによ
りビーム整形光学系における光量ロスも小さくすること
ができる。また、このような構成では、ホログラムディ
スク１０とホログラムプレート６との作用により、低Ｎ
Ａ（開口数）の光束を走査することができる。

従って、このようなことから、第１１図に示すように、
２００μｍ位のビーム径の深度の深い光束を得ることが
でき、これにより、バーコード読取り深度を深め、読取
り性能を一段と向上させることができる。

なお、光走査機としては、ホログラムディスク１０の他
に、ポリゴンミラーやガルバノミラ−等を用いることが
できる。また、ホログラムプレート６に形成される多数
のホログラム５の光学特性は焦点距離が異なるものとし
たが、この他に空間周波数の異なるホログラムを作成す
ることもできる。さらに、ホログラムプレート６は１枚
に限るものではなく、また、複数枚により構成する場合
に同一平面上にある必要もない。

発明の効果 請求項１記載の発明では、レーザ光源より出射された光
を光走査機に入射させ、これにより異なる方向へ回折さ
れ走査された走査線を読取面上に導くことにより情報を
光学的に読み取る光走査装置において、前記光走査機に
より回折され走査された光の光路上に焦点距離が互いに
異なるホログラムを複数有するホログラムプレートを配
設し、このホログラムプレートの前記ホログラムにより
回折され互いに異なる集束位置を有する複数の走査線上
に前記読取面を配置したので、多数の焦点位置の異なる
走査線を得ることができるため、これにより読取面の情
報を深度深く正確に読取ることが可能となり、また、ホ
ログラムプレート上に多種類のホログラムを周知の複製
技術により作製することができ、しかも、ミラーを用い
ないで互いに交差する走査線を描くことができるため生
産コストの低減化をより一層図ることができるものであ
る。

また、請求項２記載の発明では、レーザ光源より出射さ
れた光を光走査機に入射させ、これにより異なる方向へ
回折され走査された走査線を読取面上に導くことにより
情報を光学的に読み取る光走査装置において、前記光走
査機を複数のホログラムを有するホログラムディスクに
より形成し、このホログラムディスクに垂直に入射され
た光がこれにより回折され走査されることにより描かれ
た円弧状の走査線上に焦点距離が互いに異なるホログラ
ムが順次配置されたホログラムプレートを配設し、この
ホログラムプレートにより回折され互いに交差する走査
線上に前記読取面を配置したので、光走査機に設けられ
たホログラムは周知の複製技術により作製することがで
きるためコストの低減化を図ることができ、また、光走
査機にホログラムを用いることにより凸レンズ或いは凹
レンズの作用をもたすことができるためその分ビーム整
形がしやすくなり、さらに、出射されたビームは２枚の
ホログラムを通過して読取面上に導かれ、これによりレ
ーザ光源の波長変動によるビーム位置変動もそれら２枚
のホログラムによって相殺されるため、読取り誤差を従
来に比べ一段と少なくすることができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第一の実施例を示す構成図、第２図は
そのホログラムプレートの様子を示す正面図、第３図は
光走査機に用いられる回転ミラーを各方向からみた時の
様子を示す説明図、第４図は第１図をホログラムプレー
トに平行な平面からみた時の様子を示す側面図、第５図
は読取面上に描かれる走査パターンの様子を示す説明図
、第６図は本発明の第二の実施例であるビームをホログ
ラムディスクに垂直に入射させた時の様子を示す斜視図
、第７図はそのホログラムの様子も含めて示す斜視図、
第８図は各種光学特性の異なるボログラムを有するホロ
グラムディスクの様子を示す正面図、第９図は第６図の
全体構成を示す側面図、第１０図は本発明の第三の実施
例である太いビームを入射させた時の様子を示す側面図
、第１１図は走査線のビーム径と読取り深度との関係を
示すグラフである。 ３・・・光走査機、５・・・ホログラム、６・・・ホロ
グラムフレート、７・・・走査線、９・・・ホログラム
、１０・・・ホログラムディスク 出　願　人　　　　株式会社　リ　コ −第 、３図 １４図 ５図 図 ７図 ６図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、レーザ光源より出射された光を光走査機に入射させ
   、これにより異なる方向へ回折され走査された走査線を
   読取面上に導くことにより情報を光学的に読み取る光走
   査装置において、前記光走査機により回折され走査され
   た光の光路上に焦点距離が互いに異なるホログラムを複
   数有するホログラムプレートを配設し、このホログラム
   プレートの前記ホログラムにより回折され互いに異なる
   集束位置を有する複数の走査線上に前記読取面を配置し
   たことを特徴とする光走査装置。 ２、レーザ光源より出射された光を光走査機に入射させ
   、これにより異なる方向へ回折され走査された走査線を
   読取面上に導くことにより情報を光学的に読み取る光走
   査装置において、前記光走査機を複数のホログラムを有
   するホログラムディスクにより形成し、このホログラム
   ディスクに垂直に入射された光がこれにより回折され走
   査されることにより描かれた円弧状の走査線上に焦点距
   離が互いに異なるホログラムが順次配置されたホログラ
   ムプレートを配設し、このホログラムプレートにより回
   折され互いに交差する走査線上に前記読取面を配置した
   ことを特徴とする光走査装置。