JPH0384686A - 光走査検知装置 - 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、被読取体を光学的に走査してその読取りを行
うバーコードリーダやカードリーダ等の光走査検知装置
に関する。

〔従来の技術〕

従来、たとえば商品の値段や品番等をバーとスペースを
用いてコード化したバーコードにより表示し、これを必
要に応じて光学的に読取るようにしたバーコードリーダ
等の光走査検知装置が一般化している。このような光走
査検知装置としては、従来、たとえば第６図に示すよう
なもの〈特公昭５７−１６３３３号公報に掲載〉が知ら
れてる。

同図において、符号１はレーザ光源、２はレーザビーム
、３は収束レンズ系、４は固定反射鏡、５は回転軸Ａに
対し互いに異った角度をもつ反射面５ａを複数個有する
回転多面鏡、６〜９は固定反射鏡、１０は読取面、１１
は中央部にレーザビーム２を通過させる穴のあいた反射
鏡、１２は被読取面１０よりの反射光を収束する集光レ
ンズ、１３はスリット、１４は光電変換素子等の手段に
より構成される走査検知部である。

このような光走査検知装置においては、レーザ光源１で
発生したレーザビーム２は収束レンズ系３を経て反射鏡
１１の中央部の穴を通過し、固定反射！！４によって反
射されて回転多面鏡５の反射面５ａに入射する６回転多
面鏡５の反射面５ａで反射されたレーザビーム２は固定
反射鏡６〜９により光路を折曲げられて読取面１０上を
走査する。

読取面１０からの反射光は往路を逆進し、固定反射鏡６
〜９により光路を折曲げられて回転多面鏡５の反射面５
ａに入射し、この反射面５ａにより反射されて固定反射
鏡４に入射し、この固定反射鏡４により反射されて反射
鏡１１に入射し、さらにこの反射鏡１１により反射され
て集光レンズ１２に入射する０反射光は集光レンズ１２
により収束されて、スリット１３を通過して走査検知部
１４に受光される。そして走査検知部１４は上記走査後
の反射光の強弱を検知し、電気信号に変換して読取面１
０のバーコード等を電気的に読取ることができる。

また二番目の従来例としては、第７図に示すようなもの
が知られてる。同図において、レーザ光源２１より出た
光ビーム２２はビーム整形光学系２３により適当な大き
さと強度に変換される。その変換された光ビーム２２は
ホログラムディスク２５により回折されて読取面３ｏを
照射し、ホログラムディスク２５の回転により光じ−ム
２２（走査ビーム）の照射位置が図中矢印方向（主走査
方向）に移動して読取面３０上走査する。走査ビーム２
２は読取面３０の照射位置で散乱され、その散乱光のう
ちホログラムディスク２５の上記走査に用いられた回折
格子に戻る光が、当初の入射経路を逆進するように回折
される。この回折された光は反射鏡３１の中心穴以外の
面で反射されて第８図に示すような集光レンズ３２に投
射され、この集光レンズ３２により収束されてディテク
タ３４（光検知器）に捕えられる。ディテクタ３４は収
束された光の強弱を検知して、読取面３ｏのバーコード
等を電気的に読取る。

さらに三番目の従来例としては、第９図に示すようなも
のが考えられる。この従来例は、上記二番目の従来例に
おける集光レンズ３２の代りに第１０図に示すようなホ
ログラムレンズ３６（集光回折格子）を用いて、光をデ
ィテクタ３４に結像させて走査光を検知しようとするも
のである。ホログラムレンズ３６は光を回折させて一点
に集光させる機能を有しているため、前記従来例におけ
る集光レンズ３２の代りに用いることができるものであ
る。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、このような従来の光走査検知装置にあっ
ては、走査反射光を単レンズ１２，３２、あるいはホロ
グラムレンズ３６等が１枚で収束するようになっており
、検知光の強度を確保するために受光面積を大きくとる
必要がら、その単レンズ１２，３２、あるいはホログラ
ムレンズ３６は大きな径を必要とするとともに、単レン
ズ１２゜３２やホログラムレンズ３６と光検知器１４゜
３４とのＩ？［［も必然的に長くなり、その結果光学系
全体が大きくなって装置の大型化を招いていた。

また、単レンズ１２．３２やホログラムレンズ３６と光
検知器１４．３４との距離を小さくして光学系を小型化
するために、単レンズ１２．３２の曲率やホログラムレ
ンズ３６の回折角を大きくすると収差が大きくなり、こ
のため、検知光のスポットサイズが大きくなって光検知
器も大きなものが必要となり、結局光学系を小型化する
ことができないという問題点があった。

そこで本発明はこのような問題点を解決することを課題
としている。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題を解決するために本発明は、次のような構成と
したものである。

（１）光ビームを発生する光源と、入射光を回折して出
射させ読取面上に走査させる回転走査体と、前記読取面
を走査した反射光を集光する集光レンズと、この集光レ
ンズにより集光された光を検知する光検知器とを備えた
光走査検知装置において、前記集光レンズを細分化して
複数並べて設けるとともに、前記光検知器をも細分化し
て前記細分化した集光レンズに対応して同数設けるよう
にしたこと。

（２）光ビームを発生する光源と、入射光を回折して出
射させ読取面上に走査させる回転走査体と、前記読取面
を走査した反射光を集光する集光回折格子と、この集光
回折格子により集光された光を検知する光検知器とを備
えた光走査検知装置において、前記集光回折格子を細分
化して複数並べて設けるとともに、前記光検知器をも細
分化して前記細分化した集光回折格子に対応して同数設
けるようにしたこと。

〔作　用〕

このような構成の光走査検知装置によれば、集光レンズ
や集光回折格子を細分化して複数並べて設けるとともに
、それらに対応して光検知器をも細分化して同数ずつ設
けるようにしたため、細分化された個別の集光レンズあ
るいは集光回折格子の焦点距離も小さくなって、集光レ
ンズや集光回折格子と光検知器との距離を小さくできる
とともに、光検知器をも小さくできて、光学系ひいては
装置の小型化の実効を図ることができる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例について図面に基づいて説明する
。第１図ないし第３図は本発明による光走査検知装置の
一実施例を示す図である。前記従来例と同じ部品には同
じ符号をＨする。

第１図において、符号２１はレーザ光源であり、このレ
ーザ光源２１は図中右上方に向かって光ビーム２２を発
生する。レーザ光源２１に対して光ビーム２２の進行量
にはビーム整形光学系２３が配置され、このビーム整形
光学系２３に対してさらに光ビーム２２の進行方向側に
は反射鏡３１が配置され、この反射＃Ｊ１３１の中心部
には光ビーム２２が通過できるように孔３１ａが開口し
ている０反射鏡３１に対してさらに光ビーム２２の進行
方向側にはホログラムディスク２５（回転走査体）が回
転自在に配置され、このホログラムディスク２５には第
２図に示すように、円周方向に複数のホログラム２５ａ
〜２５ｆが形成されている。

第１図中右上方に向かって進行する光ビーム２２は、ホ
ログラムディスク２５のホログラム２５ａ〜２５ｆを通
ることにより、図中左上方に向かって進行するよう回折
されて読取面３０を照射する。ホログラムディスク２５
のホログラム２５ａ等は、回転することにより光ビーム
２２の回折角度が連続的に変化するため、回折された光
ビーム２２はホログラムディスク２５の回転により図中
矢印方向（主走査方向）に移動して読取面３０上を走査
する。また、ホログラムディスク２５の複数のホログラ
ム２５ａ〜２５ｆのそれぞれは光ビーム２２を主走査方
向においては同様に走査させるが、副走査方向ｃ主走査
方向に対して直角方向）においては読取面３０上の異な
る位置に照射するよう回折させる性質を持っているため
、ホログラムディスク２５が１回転すると、副走査方向
の読取面３０上の異なる位置毎に複数回（６回）光ビー
ム２２を走査させて、いずれかの位置においてバーコー
ドを捕えることができるため、バーコードを広い範囲内
から確実に検知することができる。

光ビーム２２は読取面３０上で乱反射されて、その散乱
光のうちホログラムディスク２５のホログラム２５ａ等
に戻る光が、当初の入射経路を逆進するように回折され
て出射される。この回折された光は反射鏡３１の孔３１
ａの周囲のミラー面で反射されて、第３図に示すよ−う
な、従来の集光レンズ３２よりも小さく細分化して並べ
て形成されたレンズアレイ３８に投射され、このレンズ
アレイ３８の個々のレンズ単位３８ａにより収束される
。この収束された光は、従来よりも小さく細分化して並
べて配置されたレンズアレイ３８のレンズ単位３８ａの
数と同数のディテクタ４０（光検知器）に捕えられ、そ
れらのディテクタ４０は収束された光の強弱を検知して
読取面３０のバーコード等を電気的に読取る。

このような光走査検知装置においては、従来の集光レン
ズ３２よりも小さく細分化して並べて形成したレンズア
レイ３８を設けるとともに、レンズアレイ３８の細分化
したレンズ単位３８ａのそれぞれに対応して、ディテク
タ４０をも細分化してレンズ単位３８ａと同数設けたた
め、細分化された個別のレンズ単位３８ａの焦点距離が
小さくなることからも、第２図に示すように、レンズア
レイ３８とディテクタ４０との距ＭＡを、従来の集光レ
ンズ３２とディテクタ３４との距１１Ｂよりも小さくす
ることができて、光学系全体の小型化を図ることができ
る。たとえばレンズアレイ３８のレンズ単位３８ａを、
従来の集光レンズ３２と同じ曲率で開口径を１／４にす
ると、単純に相似的に上記路ＭＡをＢの１／４にするこ
とができる。

また、このようにレンズアレイ３８のレンズ単位３８ａ
の曲率を従来の集光レンズ３２と同じにすると、その収
差も同じとなって検知光のスポットサイズが大きくなる
ことはなく、したがってディテクタ４０の個々の大きさ
も単純に相似的に１／４に小さくでき、装置の小型化の
実効を図ることができる。

第４図および第５図には本発明の他の実施例を示す、こ
の実施例は、上記実施例におけるレンズアレイ３８の代
りにホログラムレンズ４２（集光回折格子〉を設けたも
のであり、さらにこのホログラムレンズ４２は第５図に
示すように、前記三番目の従来のホログラムレンズ３６
よりも小さく細分化して、複数のレンズ単位４２ａが並
べて形成されている。この実施例においても、前記実施
例と同様に、細分化された個別のレンズ単位４２ａの焦
点距離が小さくなって、ホログラムレンズ４２とディテ
クタ４０との距離を従来のホログラムレンズ３６とディ
テクタ３４との距離よりも小さくできるとともに、ディ
テクタ４０も小さくできて光学系全体の小型化を図るこ
とができる。

また、この実施例によれば、ホログラムレンズ４２に凹
凸型のホログラムを用いることにより、コンパクトディ
スクや光ディスクと同様のフォトポリマー法により簡単
に複製することができる。

なお、前記実施例においては読取面３０を走査して反射
された光が、再びホログラムディスク２５のホログラム
２５ａ等を通ることにより回折されてからレンズアレイ
３８やホログラムレンズ４２により収束される場合につ
いて説明したが、読取面３０を走査して反射された光は
ホログラムディスク２５のホログラム２５ａ等を通るこ
となく、直接レンズアレイ３８やホログラムレンズ４２
により収束されるようにしてもよい。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、集光レンズや集光
回折格子を細分化して複数並べて設けるとともに、それ
らに対応して光検知器をも細分化して同数ずつ設けるよ
うにしたため、細分化された個別の集光レンズあるいは
集光回折格子の焦点距離も小さくなって、集光レンズや
集光回折格子と光検知器との距離を小さくできるととも
に、光検知器をも小さくできて、光学系ひいては装置の
小型化の実効を図ることができる。

また、本発明によればレンズアレイや集光回折格子の細
分化の単位の個数を増やすことにより、ディテクタとの
距離をいくらでも小さくして小型化を促進することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本発明による光走査検知装置の一
実方龜例を示す図であり、第１図は全体構成図、第２図
はホログラムディスクの平面図およびレンズアレイとデ
ィテクタの位置的関係図、第３図はレンズアレイの斜視
図、第４図および第５図は本発明の他の実施例を示す図
であり、第４図は全体構成図、第５図はホログラムレン
ズの斜視図、第６図は従来の光走査検知装置の全体構成
図、第７図および第８図は２番目の従来の光走査検知装
置を示す図であり、第７図は全体構成図、第８図は集光
レンズの斜視図、第９図および第１０図は３番目の従来
の光走査検知装置を示す図であり、第９図は全体構成図
、第１０図はホログラムレンズの斜視図である。 １・・・・・・光　源　　　　２５・・・・・・回転走
査体５ａ〜２５ｆ・・・・・・ホログラム

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）光ビームを発生する光源と、入射光を回折して出
   射させ読取面上に走査させる回転走査体と、前記読取面
   を走査した反射光を集光する集光レンズと、この集光レ
   ンズにより集光された光を検知する光検知器とを備えた
   光走査検知装置において、前記集光レンズを細分化して
   複数並べて設けるとともに、前記光検知器をも細分化し
   て前記細分化した集光レンズに対応して同数設けるよう
   にしたことを特徴とする光走査検知装置。
2. （２）光ビームを発生する光源と、入射光を回折して出
   射させ読取面上に走査させる回転走査体と、前記読取面
   を走査した反射光を集光する集光回折格子と、この集光
   回折格子により集光された光を検知する光検知器とを備
   えた光走査検知装置において、前記集光回折格子を細分
   化して複数並べて設けるとともに、前記光検知器をも細
   分化して前記細分化した集光回折格子に対応して同数設
   けるようにしたことを特徴とする光走査検知装置。