JPH0782515B2 - レ−ザ光走査装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 少なくともレーザ光源からホログラムディスクまでのレ
ーザ光、またはホログラムディスクから光検知器までの
信号光の何れか一方を、対向する二つの面で全反射させ
て光を伝播させる屈折体を用いることによって、レーザ
光走査装置のより一層の小形化、低価格化を図ったもの
である。

〔産業上の利用分野〕 本発明はホログラムを利用して光走査を行うレーザ光走
査装置に関する。

最近スーパーマーケット等のレジスタ業務を省力化する
ため、商品の外装に印刷されたバーコードを読み取って
コンピュータに入力する、バーコード読取装置が用いら
れるようになって来ている。レーザ光走査装置はこのバ
ーコード読取装置においてバーコードを照射するレーザ
光を走査し、且つバーコードで反射された信号散乱光を
集光し光検知器に入力するための装置として用いられて
いる。

第３図はレーザ光走査装置の基本構成図である。

第３図において筐体１内に走査用レーザ光発生部２およ
び走査パターン形成部３が配設される。走査用レーザ光
発生部２はレーザ光源20、ビームエキスパンダ21、ミラ
ー22、23、孔24を有する孔明きレンズ25、ミラー26、モ
ータ27、ホログラムディスク28、光検知器29により構成
される。また走査パターン形成部３は複数のミラー31お
よび32により構成される。筐体１の上面に読取り部11が
設けられ読取り部11の上を商品12を通過させてバーコー
ド13を読取る。

レーザ光源20で発生したレーザ光はビームエキスパンダ
21で所定の径のレーザ光とされ、ミラー22、23で反射さ
れて孔明きレンズ25の孔24を通過し、ミラー26で反射さ
れてモータ27により回転するホログラムディスク28に入
射する。ホログラムディスク28に入射したレーザ光はホ
ログラムにより所定の方向に回折し、走査用レーザ光Ｃ
となって走査パターン形成部３に入射する。走査パター
ン形成部３に入射したレーザ光Ｃはミラー31および32に
よって反射され、走査ビームＡとして読取り部11から出
射し商品12のバーコード13を照射する。ホログラムディ
スク28の回転によりレーザ光Ｃの方向が変わり、これに
応じて走査ビームＡがバーコード13に沿って走査する。

バーコード13は走査ビームＡを受けてこれを散乱光Ｂと
して反射する。散乱光Ｂは元の光路を経てホログラムデ
ィスク28に到達し、ここで回折された後ミラー26で反射
され孔明きレンズ25によって光検知器29上に集光され
る。

上記レーザ光走査装置は走査パターンを形成するため
に、数多くのミラーやレンズ、ホログラムディスク等個
別光学部品を用いており、広い占有スペースを必要とす
ると共に各種光学部品の形成や組立、調整に多くの時間
を必要とする。しかしスーパーマーケット等では数多く
の上記バーコード読取装置を卓上やカウンタの上に設置
して使用するために、占有スペース特に高さ方向のスペ
ースが小さく低価格であることが要求される。そこでか
かるバーコード読取装置を実現できるレーザ光走査装置
の開発が望まれている。

〔従来の技術〕

第４図は従来の走査用レーザ光発生部、第５図は従来の
走査パターン形成部である。

第４図において走査用レーザ光発生部としてディスク型
走査集光モジュールが開発されている。ディスク型走査
集光モジュール４は、中空の円筒型回転体41の底部に複
数個のホログラムを有するホログラムディスク42を、ま
た上部内側には反対型フレネルレンズ43を装着してホロ
グラム回転体44を構成し、回転軸を介してこのホログラ
ム回転体44をモータ27で回転させる。レーザ光はミラー
45を介して窓46からホログラム回転体44に入射し、ホロ
グラムディスク42によって回折し走査光Ｃを出射する。
また図示していないバーコードからの散乱信号光Ｂはホ
ログラムディスク42に入り回折された後、反射型フレネ
ルレンズ43により光検知器29に集光されバーコードが読
み取られる。

また走査パターン形成部では光路内に組込んだ光学的屈
折体で走査パターンを形成する方法が開発されている。
第５図（ａ）において屈折体５はガラス板、アクリル板
等適当な屈折率を有する透明板から形成されており、一
方の端部に第１のホログラム51が設けられ光導入部を構
成する。他方の端部に第２のホログラム52が設けられ光
出口部を構成する。また第２のホログラム52の上方に第
３のホログラム53が配設される。

前述の走査用レーザ光発生部からのレーザ光Ｃが第１の
ホログラム51に入射すると、入射したレーザ光は第１の
ホログラム51によって屈折体５内で全反射する臨界角以
上となる方向に回折され、屈折体５内で全反射を繰り返
しながら第２のホログラム52に達する。屈折体５内を伝
播したレーザ光は第２のホログラム52により垂直上方に
回折され、第３のホログラム53により再び回折されて図
示していない読取り窓に向けて出射し所望の走査パター
ンを形成する。

なお第１のホログラム51に代えて第５図（ｂ）に示す如
く屈折体５の端部に傾斜面54を形成して光導入部とな
し、レーザ光を屈折体５内で全反射する臨界角以上とな
る方向に屈折せしめてもよい。

このように走査用レーザ光発生部としてディスク型走査
集光モジュールを、また走査パターン形成部として光学
的屈折体を用いることによって、個別光学部品の組立や
調整が減少しレーザ光走査装置の小形化と共に低価格化
の実現が可能になった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし前述のレーザ光走査装置はディスク型走査集光モ
ジュールにおける、反射型フレネルレンズと光検知器と
の間の距離の短縮には限度があり、レーザ光走査装置を
更に薄型化する場合の障害になる。

またホログラム回転体にはレーザ光を導入するための円
弧状の窓が設けられており、この部分では反射型フレネ
ルレンズによる信号散乱光の反射が行われないため、光
検知器に入射する信号光の光量が減少し検出効率が低
い。

更にレーザ光源から該ホログラム回転体までのレーザ光
や該ホログラム回転体から光検知器までの信号光を、高
価なミラーや反射型フレネルレンズ等を用いて伝播させ
ており、それ等の組立や調整にも時間がかかるため低価
格化の障害になる等の問題があった。

〔問題点を解決するための手段〕

第１図は本発明の一実施例を示す図である。なお全図を
通し同じ対象物は同一記号で表している。

上記問題点は第１図に示す少なくとも走査用のレーザ光
源20と、ホログラムによりレーザ光を走査し且つ信号光
の集光を行うホログラムディスク28と、信号光を読み取
る光検知器29と、対向する二つの側面を有する平板状の
光学的屈折体６とを具え、側面にホログラム61、62、6
3、64を設けて光入出射部としてなる光学的屈折体６を
用い、少なくともレーザ光源20からホログラムディスク
28までのレーザ光、またはホログラムディスク28から光
検知器29までの信号光を伝播させる本発明のレーザ光走
査装置によって解決される。

〔作用〕

第１図において少なくともレーザ光源20からホログラム
ディスク28までのレーザ光、またはホログラムディスク
28から光検知器29までの信号光の何れか一方を光学的屈
折体６を用いて伝播させることによって、レーザ光走査
装置のより一層の薄型化と構成部品の減少に伴うより一
層の低価格化を実現させることができ、しかもレーザ光
源20からホログラムディスク28までのレーザ光を光学的
屈折体６を用いて伝播させた場合は、ホログラムディス
ク28を通過した信号光の殆どが光検知器29に入射し検出
効率を向上させることができる。

〔実施例〕

以下添付図により本発明の実施例について説明する。な
お第２図は本発明の他の実施例を示す図である。

第１図において本発明になるレーザ光走査装置は走査用
のレーザ光源20と、ホログラムによりレーザ光を走査
し、且つ信号光の集光を行うホログラムディスク28と、
信号光を読み取る光検出器29と、レーザ光源20からホロ
グラムディスク28までのレーザ光、およびホログラムデ
ィスク28から光検知器29までの信号光を伝播する光学的
屈折体６を具えている。

屈折体６はガラス板、アクリル板等適当な屈折率を有す
る透明板から形成されており、レーザ光源20に面した一
方の端部にはレーザ光源20からのレーザ光を導入するた
めの第１のホログラム61が設けられ、ホログラムディス
ク28に面した他端にはレーザ光源20からのレーザ光を出
射するための第２のホログラム62が設けられている。ま
た第２のホログラム62の周囲にはホログラムディスク28
を通過した信号光を導入するための第３のホログラム63
が設けられ、光検知器29に面した中間部には信号光を光
検知器29に入射させるための第４のホログラム64が設け
られている。

レーザ光源20から第１のホログラム61に入射したレーザ
光は、第１のホログラム61によって屈折体６内で全反射
する臨界角以上となる方向に回折され、全反射を繰り返
しながら屈折体６内を伝播し第２のホログラム62に達す
る。第２のホログラム62に到達したレーザ光はそこで垂
直方向に回折されホログラムディスク28に入射する。

モータ27により回転するホログラムディスク28に入射し
たレーザ光は、ホログラムにより所定の方向に回折され
走査用レーザ光Ｃを出射する。また図示していないバー
コードにおける反射光、即ちバーコードからの信号光Ｂ
はホログラムディスク28に入射し、ホログラムディスク
28によって垂直方向に回折され第３のホログラム63に入
射する。

ホログラムディスク28から第３のホログラム63に入射し
た信号光は、第３のホログラム63によって屈折体６内で
全反射する臨界角以上となる方向に回折され、全反射を
繰り返しながら屈折体６内を伝播し第４のホログラム64
に達する。第４のホログラム64に到達した信号光はそこ
で回折されて光検知器29に入射しバーコードが読み取ら
れる。

このようにレーザ光源20からホログラムディスク28まで
のレーザ光、およびホログラムディスク28から光検知器
29までの信号光を、同一光学的屈折体６を用いて伝播さ
せることによって、レーザ光走査装置のより一層の薄型
化と構成部品の減少に伴うより一層の低価格化を実現さ
せることができ、しかもホログラムディスク28を通過し
た信号光の殆どが光検知器29に入射し検出効率を向上さ
せることができる。

本実施例においてはレーザ光源20からホログラムディス
ク28までのレーザ光と、ホログラムディスク28から光検
知器29までの信号光とを同一光学的屈折体６を用いて伝
播させているが、何れか一方の光を光学的屈折体６を用
いて伝播させても、レーザ光走査装置のより一層の薄型
化と構成部品の減少に伴うより一層の低価格化を実現さ
せることができ、しかもレーザ光源20からホログラムデ
ィスク28までのレーザ光を光学的屈折体６を用いて伝播
させた場合は、ホログラムディスク28を通過した信号光
の殆どが光検知器29に入射し検出効率を向上させること
ができる。

また第２図は光学的屈折体６の代わりに光学的屈折体７
を用いた実施例である。屈折体７はガラス板、アクリル
板等適当な屈折率を有する透明板から形成されており、
レーザ光源20からホログラムディスク28までのレーザ
光、およびホログラムディスク28から光検知器29までの
信号光を伝播する屈折体枝71と、ホログラムディスク28
から出射する走査光とホログラムディスク28に入射する
信号散乱光を伝播する屈折体枝72および73を具えてい
る。

屈折体枝71のレーザ光源20に面した一方の端部にはレー
ザ光源20からのレーザ光を導入するための第１のホログ
ラム61が設けられ、ホログラムディスク28に面した他端
にはレーザ光源20からのレーザ光を出射するための第２
のホログラム62が設けられている。また第２のホログラ
ム62の周囲にはホログラムディスク28を通過した信号光
を導入するための第３のホログラム63が設けられ、光検
知器29に面した中間部には信号光を光検知器29に入射さ
せるための第４のホログラム64が設けられている。した
がって屈折体枝71は前述の屈折体６と同等の機能を有し
ている。

また屈折体枝72のホログラムディスク28に面した部分に
は斜面74が設けられて光導入部を構成しており、屈折体
枝73の端には第５のホログラム65が設けられ光出口部を
構成しその上に第６のホログラム66が配設されている。
即ち屈折体枝72および73は前述の走査パターン形成部に
おいて光路内に組込まれた従来の屈折体５と同等の機能
を有している。

かかるレーザ光源20からホログラムディスク28までのレ
ーザ光、およびホログラムディスク28から光検知器29ま
での信号光の他に、ホログラムディスク28から出射する
走査光とホログラムディスク28に入射する信号散乱光を
同時に伝播できる屈折体を形成し、これを例えばホログ
ラムディスク28を駆動するモータ27のフランジ等に予め
装着しておけば、装置の組立が容易になり組立後の調整
も簡略化することが可能である。したがってレーザ光走
査装置のより一層の薄型化と低価格化を実現させること
ができる。

〔発明の効果〕

上述の如く本発明によれば一層の薄型化と低価格化を実
現するレーザ光走査装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す図、 第２図は本発明の他の実施例を示す図、 第３図はレーザ光走査装置の基本構成図、 第４図は従来の走査用レーザ光発生部、 第５図は従来の走査パターン形成部、 である。図において ６、７は光学的屈折体、20はレーザ光源、27はモータ、
28はホログラムディスク、29は光検知器、61、62、63、
64、65、66はホログラム、71、72、73は屈折体枝、74は
斜面、をそれぞれ表す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山岸 文男 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 稲垣 雄史 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (56)参考文献 特開 昭60−65383（ＪＰ，Ａ) 実開 昭54−72434（ＪＰ，Ｕ)

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】少なくとも走査用のレーザ光源（20）と、
   ホログラムによりレーザ光を走査し且つ信号光の集光を
   行うホログラムディスク（28）と、信号光を読み取る光
   検知器（29）と、対向する二つの側面を有する平板状の
   光学的屈折体（６）とを具え、 該側面にホログラム（61,62,63,64）を設けて光入出射
   部としてなる該光学的屈折体（６）を用い、少なくとも
   該レーザ光源（20）から該ホログラムディスク（28）ま
   でのレーザ光、または該ホログラムディスク（28）から
   該光検知器（29）までの信号光を伝播させることを特徴
   とするレーザ光走査装置。
2. 【請求項２】レーザ光源（20）からホログラムディスク
   （28）までのレーザ光と、該ホログラムディスク（28）
   から光検知器（29）までの信号光とを、同一光学的屈折
   体（６）を用いて伝播させる特許請求の範囲第１項記載
   のレーザ光走査装置。
3. 【請求項３】ホログラムディスク（28）から出射する走
   査光と該ホログラムディスク（28）に入射する信号散乱
   光とを合わせて、同一光学的屈折体（７）を用いて伝播
   させる特許請求の範囲第１項記載のレーザ光走査装置。