JPH0696245A - 受光装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 バーコードリーダ等の体格を充分小さくでき
る受光装置を提供する。 【構成】 対象物に照射された光ビームＬ１の反射光Ｌ
２はホログラム板４に入射して平行光となり、プリズム
２下面に接合されたホログラム板１により集束光となっ
て、偏平なプリズム２内へ所定角度で入射せしめられ
る。プリズム２内への入射光は上下面２ａ，２ｂ間の内
部反射により水平方向へ導光され、焦点距離に設けた受
光センサ３へ至る。下方より入射する反射光Ｌ２が水平
方向へ向きを変えて偏平なプリズム２内を伝達せしめら
れるから、バーコードリーダ等の高さは充分低くなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は受光装置に関し、特にバ
ーコードリーダ等に使用して好適な受光装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図９には従来の受光装置を内設したバー
コードリーダの光学系を示す。図において、リーダ本体
内のレーザ投光器６から水平に発した光ビームは小型ミ
ラー６１で反射して下方へ向かい、モータ５の回転軸に
支持されて回転するホログラム板４に入射する。ホログ
ラム板４に入射した光ビームは板面に形成された干渉縞
により回折集光されるとともに、ホログラム板４の回転
に伴い走査される。

【０００３】走査された光ビームはスキャンパターン生
成用のミラー７によって反射されて、多方向へ走査せし
められる。多方向へ走査された光ビームＬ１はリーダ本
体９１下方の基台９２（図１０）上へ出力され、複数の
走査線Ｌとなる。しかして、かかる走査線Ｌ上にバーコ
ードＭ１を付した物品Ｍを置くと、その姿勢が変化して
も、いずれかの走査線Ｌ上を通る光ビームによりバーコ
ードＭ１が確実に照射されて、その反射率に応じた強弱
の信号光Ｌ２が反射せしめられる（図９）。

【０００４】信号光Ｌ２は拡散光として、光ビームＬ１
に沿ってリーダ本体内の上記ミラー７に戻り、ここで反
射されて再びホログラム板４に入射する。信号光Ｌ２は
ホログラム板４で回折されて垂直上方へ向かう平行光と
なり、所定の焦点距離ｆを有する集光レンズ９３に至っ
て集束光に変換され、上方の大型ミラー９４で反射して
水平方向の焦点面上にある受光センサ３に入力する。

【０００５】受光センサ３の出力はアンプ９５で増幅さ
れてデコーダ９６へ送られる。デコーダ９６でバーコー
ドが識別されると、その内容は図略のＰＯＳシステムの
ホストコンピュータ等に送られて読み込みが完了する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記従来構造では、集
光レンズ９３を通過した集束光が遠く上方へ延びてリー
ダ本体の高さが高くなるのを防止するため、ミラー９４
により光路を水平方向へ屈曲せしめている。しかし、充
分な光量を確保するためには上記ミラー９４の径を大き
くする必要があるため、リーダ本体高を低く抑えるには
限度があった。また、側方へ屈曲した光路が比較的長く
延びて、この方向でのリーダ本体のコンパクトさにも欠
けるという問題があった。

【０００７】本発明はかかる課題を解決するもので、バ
ーコードリーダ等の体格を充分小さくできる受光装置を
提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の構成を説明する
と、対象物に照射された光ビームＬ１の反射光Ｌ２を入
射せしめて所定の焦点距離に集光する集光手段１と、該
集光手段１からの出射光を一面より入射せしめて対向面
２ａ，２ｂ間の内部反射により導光し、光路を入射方向
とほぼ直角に屈曲せしめて上記焦点距離に設けた受光手
段３へ導く偏平なプリズム２とを具備している。

【０００９】

【作用】上記構成において、集光手段１により集光され
た反射光はその光路がプリズム２により略直角に屈曲せ
しめられて受光手段３に導かれる。したがって、上下方
向より入射する反射光Ｌ２は水平方向へ向きを変えて偏
平なプリズム２内を伝達し、バーコードリーダ等の高さ
は充分低くなる。

【００１０】また、上記プリズム２内の伝達は、反射光
Ｌ２が対向面２ａ，２ｂ間で内部反射することにより行
われるから、その光路は交互に折れ曲がったものとな
り、焦点距離を確保するに必要なプリズム長は短くな
る。これにより、バーコードリーダ等の側方への長さも
短くなる。

【００１１】

【実施例１】図１には本発明の受光装置を内設したバー
コードリーダの光学系を示す。図において、モータ５に
より回転するホログラム板４の外周に近接する上方に
は、側方へ延びるプリズム２の一端部が位置している。
このプリズム２は図２に示すように、略長方形の偏平な
板状体であり、上下面２ａ，２ｂは平行面をなし、一端
面は垂直面、他端面は上方へ向く斜面となっている。そ
して、他端面上に受光センサ３が接合されている。

【００１２】プリズム２の上記一端部の下面には上記ホ
ログラム板４に対向してホログラム板１が接合固定して
あり、該ホログラム板１は下方より入射する平行光を回
折して、所定の焦点距離へ集束せしめるとともに一定角
度でプリズム２内へ入射せしめる。上記ホログラム板１
には中心に通孔１１が形成されている。

【００１３】上記通孔１１と中心を一致せしめてプリズ
ム２の上方位置には小型ミラー６１が設けてあり、ホロ
グラム板４の上方位置に配したレーザ投光器６より水平
に発した光ビームを垂直下方へ反射して、プリズム２を
貫通して通孔１１に入射せしめる。

【００１４】通孔１１を通過した光ビームは回転するホ
ログラム板４に入射し、これを透過する際に干渉縞によ
り回折されて、入射点を頂点とする円錐面上て旋回走査
され、図略の基台上に焦点を結ぶ走査光ビームＬ１とし
て出射される。

【００１５】ホログラム板４の外周に上縁を近接せしめ
て多角形をなす複数のスキャンパターン生成用のミラー
（一つのみ図示）７が傾斜して設けてあり、ホログラム
板４より射出された上記走査光ビームＬ１が順次上記ミ
ラー７の一つに入射して基台上で多方向へ直線走査され
る。

【００１６】さて、基台上の物品に付されたバーコード
を照射した光ビームの反射光は、バーコードの反射率に
応じた強弱を示す発散する信号光Ｌ２となって再びミラ
ー７に戻る。ミラー７で反射された信号光Ｌ２はホログ
ラム板４に入射し回折されて、発散光が直上に向かう平
行光に変換され、平行光はプリズム２の下面に接合され
たホログラム板１に入射し回折されて、所定距離に焦点
ｆを有する集束光に変換されるとともに、プリズム２内
へその他端方向へ向け一定角度で送出される。

【００１７】角度をなしてプリズム２内へ入射した信号
光Ｌ２は、偏平なプリズム２の上下の対向面２ａ，２ｂ
で全反射を繰り返し、交互に折れ曲がる光路を経て、プ
リズム２の他端面に至る。この他端面は傾斜しているか
ら信号光に対して臨界角以下となり、信号光はこれを透
過して焦点にある上記受光センサ３に入射する。

【００１８】かかる構造によれば、ホログラム１で集束
された信号光Ｌ２は側方へ延びる偏平なプリズム２内を
伝達するから、従来の如き大型の反射ミラーを使用する
のに比して、装置高を充分低く抑えることができる。

【００１９】また、プリズム２内の光路が折れ曲がって
いることにより、プリズム長を比較的短くしても焦点深
度の深い充分な焦点距離を確保でき、側方への突出量を
も小さく抑えることが可能である。

【００２０】

【実施例２】プリズム２に設けるホログラム１として、
実施例１の透過型に変えて反射型のものを使用すること
ができ、この場合は、図３、図４に示す如く、ホログラ
ム板１をプリズム２一端部の上面２ａに接合して、プリ
ズム２の下面２ｂより入射する平行信号光Ｌ２を反射回
折して、プリズム２内へ集束光として一定角度で送出す
る。

【００２１】

【実施例３】図５，図６に示す如く、プリズム２の他端
部下面に新たな透過型ホログラム板８を接合し、その直
下位置に受光センサ３が設けてある。しかして、プリズ
ム２内で反射を繰り返して至った信号光Ｌ２がこれより
取り出され、受光センサ３へ入射する。

【００２２】かかる構造によっても、上記各実施例と同
様の効果があるとともに、プリズム２の他端面を斜面に
する必要がないから、プリズム形状が簡易となり、加工
の手間が軽減される。

【００２３】なお、ホログラム板８を反射型として、プ
リズム２の他端上面に接合する構造としても良い。

【００２４】

【実施例４】図７，図８において、プリズム２の一端部
は、下面２ｂに接合されたホログラム１の通孔１１に対
向する上面２ａの一部が直角三角断面に凹陥せしめてあ
り、この凹陥部の斜面２ｃがプリズム２の一端方向を向
く約４５°の傾斜面となっている。レーザ投光器６はプ
リズム２の一端面に対向せしめて設けてあり、レーザ投
光器６より発した光ビームＬ１がプリズム２の一端面を
透過して上記傾斜面２ｃに至り、ここで反射されて下方
のホログラム板４に向かう。

【００２５】かかる構造によれば、プリズム２の上方に
光ビーム反射用の小型ミラーを別体で設ける必要がない
とともに、小型ミラーを設けない分、さらに装置高を低
く抑えることができる。

【００２６】なお、凹陥部に形成される斜面２ｃをプリ
ズム２の側面方向へ向くように形成すれば、この方向か
らの光ビーム入射が可能となる。

【００２７】上記各実施例におけるホログラム板１の集
光機能を別体の凸レンズ等により実現するようにしても
良い。

【００２８】プリズム２の上下面２ａ，２ｂは平行面で
ある必要はなく、例えば上面２ａを他端へ向けて漸次上
がる傾斜面として、ホログラム板１の回折による角度変
更を行うことなく、プリズム２内面での全反射を実現す
る構造としても良い。

【００２９】さらに、回転するホログラム４に代えて、
回転するポリゴンミラーを使用することができ、また、
スキャンパターン生成用ミラー７に代えてプリズム等を
使用しても良い。

【００３０】

【発明の効果】以上の如く、本発明の受光装置によれ
ば、偏平なプリズムにより信号光を受光手段へ導く構成
としたことにより、バーコードリーダ等の体格を大幅に
コンパクト化することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１における、受光装置を組み込
んだバーコードリーダ本体内の光学系を示す図である。

【図２】プリズム部の斜視図である。

【図３】本発明の実施例２における、受光装置を組み込
んだバーコードリーダ本体内の光学系を示す図である。

【図４】プリズム部の斜視図である。

【図５】本発明の実施例３における、受光装置を組み込
んだバーコードリーダ本体内の光学系を示す図である。

【図６】プリズム部の斜視図である。

【図７】本発明の実施例４における、受光装置を組み込
んだバーコードリーダ本体内の光学系を示す図である。

【図８】プリズム部の斜視図である。

【図９】従来例の受光装置を組み込んだバーコードリー
ダ本体内の光学系を示す図である。

【図１０】バーコードリーダの全体斜視図である。

【符号の説明】

１ ホログラム板（集光手段） ２ プリズム ２ａ 上面（対向面） ２ｂ 下面（対向面） ３ 受光センサ（受光手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小池 泰彦 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本電 装株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 対象物に照射された光ビームの反射光を
   入射せしめて所定の焦点距離に集光する集光手段と、該
   集光手段からの出射光を一面より入射せしめて対向面間
   の内部反射により導光し、導光路を入射方向とほぼ直角
   に屈曲せしめて上記焦点距離に設けた受光手段へ導く偏
   平なプリズムとを具備する受光装置。