JPH09319818A

JPH09319818A - バーコード読み取り用複合光学装置およびその製造方法

Info

Publication number: JPH09319818A
Application number: JP8156267A
Authority: JP
Inventors: Kiyotsugu Tanaka; 清嗣田中; Takashi Ozaki; 孝尾崎
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1996-05-28
Filing date: 1996-05-28
Publication date: 1997-12-12
Anticipated expiration: 2016-05-28
Also published as: JP3508396B2

Abstract

(57)【要約】【課題】部品点数の減少により低コスト化、歩留まり
の向上および信頼性の向上を図ることができるバーコー
ド読み取り用複合光学装置を提供する。【解決手段】光信号検出用のフォトダイオードＰＤが
モノリシック形成されたフォトダイオードＩＣ１上に例
えば三角プリズムからなるプリズム２およびチップ状の
半導体レーザ３をハイブリッド形成してバーコード読み
取り用複合光学装置を構成する。プリズム２の斜面２ｂ
には全反射膜４を形成する。半導体レーザ３はその接合
がフォトダイオードＩＣ１と反対側にくるようにハイブ
リッド形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、バーコード読み
取り用複合光学装置およびその製造方法に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】バーコード読み取りシステム（以下「バ
ーコードリーディングシステム」という。）は、従来、
光源（例えば、半導体レーザ）や光検出器（例えば、フ
ォトダイオード）などのパッケージ化された個別部品を
用いて組み立てられていた。このため、この従来のバー
コードリーディングシステムは、これらの部品のサイズ
により決まる大きさが必要であり、小型化には限界があ
った。また、この従来のバーコードリーディングシステ
ムにおいては、各部品の相対位置調整を〜１０μｍの高
精度で行う必要がある。さらに、組み立て後に各部品間
の相対位置が経時変化する可能性があるため、信頼性上
限界がある。

【０００３】そこで、これらの欠点を克服するために、
フォトダイオードＩＣ上にレーザチップやプリズムなど
をハイブリッド集積化した図１０に示すようなバーコー
ド読み取り用複合光学装置（以下「バーコードリーダ用
複合光学装置」ともいう。）が提案されている。

【０００４】図１０に示すように、このバーコードリー
ダ用複合光学装置においては、フォトダイオードＩＣ１
０１上に、そのフォトダイオードＰＤ´を覆うようにプ
リズム１０２がマウントされているとともに、ブロック
１０３上に半導体レーザ１０４を載せたものがプリズム
１０２に隣接してマウントされている。プリズム１０２
は、その底面１０２ａに対して４５°傾斜した斜面１０
２ｂを有する。この斜面１０２ｂには、半導体レーザ１
０４からの出射光Ｌ´のこの斜面１０２ｂ上におけるス
ポットに完全に含まれる大きさの反射膜１０５が部分的
に設けられている。

【０００５】このように構成されたバーコードリーダ用
複合光学装置においては、半導体レーザ１０４からの出
射光Ｌ´は、プリズム１０２の斜面１０２ｂに設けられ
た反射膜１０５で反射された後、図示省略した収束レン
ズにより、読み取りを行うべきバーコード上に結像され
る。そして、このバーコードからの信号光は、上述の収
束レンズを介してバーコードリーダ用複合光学装置に戻
り、プリズム１０２を通ってフォトダイオードＰＤ´に
入射し、電気信号に変換される。これによって、バーコ
ードの読み取りが行われる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】図１０に示すバーコー
ドリーダ用複合光学装置によれば、小型化、軽量化、位
置調整工程の削減、信頼性の向上を図ることができる
が、このバーコードリーダ用複合光学装置には次のよう
な問題がある。

【０００７】すなわち、図１０に示すバーコードリーダ
用複合光学装置の組み立てには少なくともフォトダイオ
ードＩＣ１０１、プリズム１０２、ブロック１０３およ
び半導体レーザ１０４が必要であり、部品点数は４個と
多い。このため、パッケージ化された個別部品を用いて
組み立てる従来のバーコードリーディングシステムと比
べると改善されることは間違いないが、各部品間の相対
位置調整が困難であるという問題が依然として残されて
おり、これが歩留まりの低下をもたらす原因となる。ま
た、組み立て後の経時変化も、従来より改善されるもの
の、部品点数が多いため、各部品間の接合部における熱
的信頼性などが懸念される。また、一般に、コスト面で
は、部品点数が少ないほど有利である。

【０００８】一方、図１０に示す従来のバーコードリー
ダ用複合光学装置においては、バーコードからの信号光
は、プリズム１０２の斜面１０２ｂに入射し、このプリ
ズム１０２を通ってフォトダイオードＰＤ´に入射する
ことから、バーコードからの信号光に対するフォトダイ
オードＰＤ´の開口の大きさはプリズム１０２の斜面１
０２ｂに設けられた反射膜１０５の大きさにより制限さ
れる。このため、バーコードからの信号光を効率よくフ
ォトダイオードＰＤ´に入射させることができず、した
がって光信号の信号対雑音比（Ｓ／Ｎ比）が低かった。

【０００９】したがって、この発明の目的は、部品点数
の減少により低コスト化、歩留まりの向上および信頼性
の向上を図ることができるバーコード読み取り用複合光
学装置を提供することにある。

【００１０】この発明の他の目的は、光信号のＳ／Ｎ比
を高くすることができるバーコード読み取り用複合光学
装置およびそのようなバーコード読み取り用複合光学装
置を低コストで製造することができる製造方法を提供す
ることにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明の第１の発明は、受光素子がモノリシック
形成された基体と、基体上に基体に直接接してハイブリ
ッド形成された発光素子と、基体上にハイブリッド形成
されたミラーとを有し、発光素子からの出射光はミラー
により反射されて外部に出射されるとともに、読み取り
を行うべきバーコードからの信号光は受光素子に入射す
るように構成されていることを特徴とするバーコード読
み取り用複合光学装置である。

【００１２】この発明の第１の発明において、ミラー
は、例えば、その一面に全反射膜が設けられたプリズム
である。また、発光素子は、例えば、その接合が基体と
反対側にくるように基体上にハイブリッド形成される。
発光素子は、典型的には半導体レーザであるが、発光ダ
イオードであってもよい。

【００１３】この発明の第１の発明においては、例え
ば、発光素子の発光点の前方の部分における基体に基体
の主面に対してほぼ垂直な側壁を有する段差が設けら
れ、段差の下部における基体上にミラーがハイブリッド
形成される。また、例えば、発光素子の発光点の前方の
部分における基体に基体の主面に対して傾斜した側壁を
有する段差が設けられ、段差の下部における基体上にミ
ラーが段差の側壁により位置決めされた状態でハイブリ
ッド形成される。これらの場合、発光素子はその接合が
基体側にくるように基体上にハイブリッド形成すること
ができる。

【００１４】この発明の第１の発明において、典型的に
は、ミラーは受光素子と異なる部分における基体上にハ
イブリッド形成される。

【００１５】この発明の第２の発明は、受光素子がモノ
リシック形成された基体と、基体上にハイブリッド形成
された発光素子と、基体上にハイブリッド形成されたミ
ラーとを有し、発光素子からの出射光はミラーにより反
射されて外部に出射されるとともに、読み取りを行うべ
きバーコードからの信号光はミラーと異なる部分を通っ
て受光素子に入射するように構成されていることを特徴
とするバーコード読み取り用複合光学装置である。

【００１６】この発明の第２の発明において、ミラー
は、例えば、その一面に全反射膜が設けられたプリズム
である。また、ミラーは、例えば、その底面に対して傾
斜した一側面に全反射膜が設けられ、かつ、その上面に
全透過膜が設けられたほぼ台形状の断面形状を有するプ
リズムであるとともに、受光素子を覆うように基体上に
ハイブリッド形成される。あるいは、ミラーは、例え
ば、その底面に対して傾斜した一側面とこの一側面に隣
接する部分におけるその上面とに全反射膜が設けられ、
かつ、一側面に隣接する部分を除いた部分におけるその
上面に全透過膜が設けられたほぼ台形状の断面形状を有
するプリズムであるとともに、受光素子を覆うように基
体上にハイブリッド形成される。さらに、ミラーは、例
えば、その底面に対してほぼ垂直な部分および底面に対
して傾斜した部分からなる一側面とこの一側面に隣接す
る部分におけるその上面とに全反射膜が設けられ、か
つ、一側面に隣接する部分を除いた部分におけるその上
面に全透過膜が設けられたほぼ台形状の断面形状を有す
るプリズムであるとともに、受光素子を覆うように基体
上にハイブリッド形成される。

【００１７】この発明の第３の発明は、その底面に対し
て傾斜した部分を少なくとも有する一側面とこの一側面
に隣接する部分におけるその上面とに全反射膜が設けら
れ、かつ、一側面に隣接する部分を除いた部分における
その上面に全透過膜が設けられたほぼ台形状の断面形状
を有するプリズムを用いるバーコード読み取り用複合光
学装置の製造方法であって、複数のプリズムを、それら
の一側面の傾斜した部分が互いにほぼ同一平面上に位置
し、かつ、互いに隣接する一対のプリズムの一方の上面
と他方の底面とが互いに接するように配置した状態で平
面に対してほぼ垂直な方向から蒸着を行うことにより全
反射膜を形成するようにしたことを特徴とするものであ
る。

【００１８】この発明の第３の発明においては、例え
ば、プリズムの一側面はプリズムの底面に対してほぼ垂
直な部分および底面に対して傾斜した部分からなる。

【００１９】この発明の第３の発明においては、典型的
には、スパッタリング法または真空蒸着法により蒸着を
行う。

【００２０】上述のように構成されたこの発明の第１の
発明によれば、バーコード読み取り用複合光学装置の組
み立てに必要な部品は基体、発光素子およびミラーの３
個であり、部品点数が従来のバーコード読み取り用複合
光学装置に比べて１個減少していることから、その分だ
けバーコード読み取り用複合光学装置の低コスト化、歩
留まりの向上および信頼性の向上を図ることができる。

【００２１】上述のように構成されたこの発明の第２の
発明によれば、発光素子からの出射光はミラーにより反
射されて外部に出射されるとともに、読み取りを行うべ
きバーコードからの信号光はミラーと異なる部分を通っ
て受光素子に入射するように構成されていることによ
り、バーコードからの信号光に対する受光素子の開口を
大きくすることができる。このため、バーコードからの
信号光を効率よく受光素子に入射させることができるの
で、光信号のＳ／Ｎ比を高くすることができる。

【００２２】上述のように構成されたこの発明の第３の
発明によれば、複数のプリズムを、それらの一側面の傾
斜した部分が互いにほぼ同一の平面上にくるように配置
した状態でその平面に対してほぼ垂直な方向から蒸着を
行うことにより全反射膜を形成するようにしているの
で、これらの複数のプリズムの全反射膜の形成を１回の
蒸着により一括して行うことができ、したがって全反射
膜の形成に要するコストの低減を図ることができ、ひい
てはバーコード読み取り用複合光学装置の低コスト化を
図ることができる。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施形態につい
て図面を参照しながら説明する。なお、実施形態の全図
において、同一または対応する部分には同一の符号を付
す。

【００２４】図１は、この発明の第１の実施形態による
バーコードリーダ用複合光学装置を示す。図１に示すよ
うに、このバーコードリーダ用複合光学装置において
は、信号光検出用のフォトダイオードＰＤが拡散プロセ
スなどによりモノリシック形成されたフォトダイオード
ＩＣ１上に、光学ガラスなどからなるプリズム２がフォ
トダイオードＰＤに隣接してマウントされているととも
に、チップ状の半導体レーザ３がこのプリズム２に隣接
してマウントされている。この場合、プリズム２は三角
プリズムである。

【００２５】フォトダイオードＩＣ１は、フォトダイオ
ードＰＤのほか、半導体レーザ３の駆動回路や受信増幅
回路など（図示せず）が、例えばＳｉ基板やＧａＡｓ基
板などの半導体基板上にＩＣ化されたものである。

【００２６】プリズム２は、図示は省略するが、例え
ば、エポキシ樹脂系接着剤やシリコーン樹脂系接着剤な
どによりフォトダイオードＩＣ１上に接着されている。
また、このプリズム２は、その底面２ａに対して所定角
度、例えば４５°傾斜した斜面２ｂを有する。この斜面
２ｂには、例えばＡｌ膜などからなる全反射膜４が設け
られている。

【００２７】半導体レーザ３は、フォトダイオードＩＣ
１上に設けられた所定のダイパッド（図示せず）上にこ
の半導体レーザ３を例えば銀ペーストなどによりダイボ
ンディングすることによりマウントされている。この半
導体レーザ３としては、例えばＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ
半導体レーザが用いられる。この場合、この半導体レー
ザ３は、この半導体レーザ３からの出射光Ｌがフォトダ
イオードＩＣ１の表面で反射されて雑音光となるのを防
止するために、その接合（図１中、破線で示す）が上側
（フォトダイオードＩＣ１と反対側）にくるようにマウ
ントされている。

【００２８】この第１の実施形態によれば、バーコード
リーダ用複合光学装置の組み立てに必要な部品は、フォ
トダイオードＩＣ１、プリズム２および半導体レーザ３
の３点で済むため、従来のバーコードリーダ用複合光学
装置に比べて部品点数は少なくとも１個減少する。この
ため、その分だけバーコードリーダ用複合光学装置の低
コスト化、歩留まりの向上および熱的信頼性などの信頼
性の向上を図ることができる。

【００２９】また、この第１の実施形態によれば、バー
コードからの信号光ＳＬはフォトダイオードＰＤに直接
入射するため、バーコードからの信号光ＳＬを効率よく
フォトダイオードＰＤ´に入射させることができ、した
がって光信号のＳ／Ｎ比を高くすることができる。

【００３０】図２は、図１に示すバーコードリーダ用複
合光学装置を用いて構成されたバーコードリーディング
システムの一例を示す。図２に示すように、このバーコ
ードリーディングシステムは、図１に示すバーコードリ
ーダ用複合光学装置と、このバーコードリーダ用複合光
学装置からの出射光Ｌを読み取りを行うべきバーコード
ＢＣ上に結像させるための、バイフォーカルレンズ１１
および例えばポリゴンミラーのようなミラー１２からな
る光学系とを有する。ここで、バイフォーカルレンズ１
１は、開口数（ＮＡ）が小さい第１のレンズ部１１ａと
ＮＡが大きい第２のレンズ部１１ｂとからなる。

【００３１】この場合、フォトダイオードＩＣ１、プリ
ズム２および半導体レーザ３からなるバーコードリーダ
用複合光学装置はパッケージ１３内に収納されている。
このパッケージ１３としては、例えば、樹脂モールドパ
ッケージ、セラミックパッケージ、金属パッケージ、ア
クリル樹脂製パッケージなどを用いることができる。符
号１３ａはこのパッケージ１３のリッド部を示す。この
リッド部１３ａは半導体レーザ３からの出射光Ｌおよび
バーコードＢＣからの信号光ＳＬが透過することができ
るように透明材料により形成されている。

【００３２】次に、上述のように構成された図２に示す
バーコードリーディングシステムの動作について説明す
る。

【００３３】半導体レーザ３からの出射光Ｌは、全て、
プリズム２の斜面２ｂ上の全反射膜４（図１参照）で反
射されて直角に折り曲げられた後、パッケージ１３のリ
ッド部１３ａを透過して図２中上方、すなわちバイフォ
ーカルレンズ１１側に出射される。このとき、このよう
に出射光Ｌは全て全反射膜４で反射されるため、迷光は
発生しない。この出射光Ｌは、バイフォーカルレンズ１
１の第１のレンズ部１１ａを通った後、ミラー１２によ
り反射されて、読み取りを行うべきバーコードＢＣ上に
結像される。

【００３４】バーコードＢＣからの信号光ＳＬは、ミラ
ー１２により反射された後、バイフォーカルレンズ１１
の全体にわたって入射し、このバイフォーカルレンズ１
１の第２のレンズ部１１ｂを通って収束され、さらにパ
ッケージ１３のリッド部１３ａを透過して、フォトダイ
オードＩＣ１上のフォトダイオードＰＤに入射する。こ
のとき、このフォトダイオードＰＤに入射した光によ
り、ほぼ（光の強度）×（フォトダイオードＰＤの面
積）に応じた電流が発生する。この光電流は、フォトダ
イオードＩＣ１に設けられた受信増幅回路の電流−電圧
変換回路により電圧に変換された後、必要な演算および
増幅が行われ、電圧信号として出力される。この場合、
フォトダイオードＰＤへの入射光量はバーコードＢＣ上
の反射率によって変動し、したがってそれによる電圧信
号も変動することから、この電圧信号によりバーコード
ＢＣを認識することができる。このようにして、バーコ
ードＢＣの読み取りが行われる。

【００３５】図３は、図１に示すバーコードリーダ用複
合光学装置を用いて構成されたバーコードリーディング
システムの他の例を示す。図３に示すように、このバー
コードリーディングシステムは、図２に示すバーコード
リーディングシステムにおけるバイフォーカルレンズ１
１の代わりに、ホログラム１４および収束レンズ１５を
用いていることを除いて、図２に示すバーコードリーデ
ィングシステムと同様な構成を有し、その動作も同様で
ある。この場合、バーコードＢＣからの信号光ＳＬは、
ホログラム１４を通ってその進行方向が曲げられ、フォ
トダイオードＩＣ１上のフォトダイオードＰＤに入射す
るようになっている。

【００３６】図４はこの発明の第２の実施形態によるバ
ーコードリーダ用複合光学装置を示す。上述の第１の実
施形態によるバーコードリーダ用複合光学装置において
は、半導体レーザ３はその接合面が上にくるようにフォ
トダイオードＩＣ１上にマウントされているが、この第
２の実施形態によるバーコードリーダ用複合光学装置に
おいては、半導体レーザ３はその接合面が下にくるよう
にフォトダイオードＩＣ１上に例えば銀ペーストなどか
らなる接着剤１６によりマウントされている。この場
合、半導体レーザ３からの出射光Ｌがフォトダイオード
ＩＣ１の表面で反射されて雑音光となるのを防止するた
めに、この半導体レーザ３のフロント側の端面の発光点
の前方の部分におけるフォトダイオードＩＣ１に、この
フォトダイオードＩＣ１の主面に対してほぼ垂直な側壁
を有する段差１ａがエッチングなどにより設けられてい
る。そして、この段差１ａの下部にプリズム２がマウン
トされている。

【００３７】この第２の実施形態の上記以外のことは、
第１の実施形態と同様であるので、説明を省略する。こ
の第２の実施形態によっても、第１の実施形態と同様な
利点を得ることができる。

【００３８】図５はこの発明の第３の実施形態によるバ
ーコードリーダ用複合光学装置を示す。上述の第２の実
施形態によるバーコードリーダ用複合光学装置において
は、半導体レーザ３のフロント側の端面の発光点の前方
の部分におけるフォトダイオードＩＣ１に設けられた段
差１ａの側壁はこのフォトダイオードＩＣ１の主面に対
してほぼ垂直であるのに対し、この第３の実施形態によ
るバーコードリーダ用複合光学装置においては、この段
差１ａの側壁はフォトダイオードＩＣ１の主面に対して
傾斜している。そして、プリズム２は、この段差１ａの
下部に、この傾斜した側壁にその底面２ａの一辺が接し
て位置決めされた状態でマウントされている。

【００３９】ここで、この段差１ａの傾斜した側壁は、
例えば異方性エッチングを用いて形成することができ
る。具体的には、この傾斜した側壁は、（１００）面方
位のＳｉ基板またはＧａＡｓ基板のような半導体基板を
用いてフォトダイオードＩＣ１を形成する場合には、こ
の半導体基板を異方性エッチングして（１１１）面を形
成することにより形成することができる。

【００４０】この第３の実施形態の上記以外のことは、
第１の実施形態と同様であるので、説明を省略する。こ
の第３の実施形態によれば、第１の実施形態と同様な利
点に加えて、段差１ａの傾斜した側壁がプリズム２のマ
ウントの際の基準となることにより、プリズム２のマウ
ントが容易になり、マウント精度も高くなるという利点
も得ることができる。

【００４１】図６は、この発明の第４の実施形態による
バーコードリーダ用複合光学装置を用いて構成されたバ
ーコードリーディングシステムを示す。上述の第１の実
施形態によるバーコードリーダ用複合光学装置において
は、プリズム２は三角プリズムであるのに対し、この第
４の実施形態によるバーコードリーダ用複合光学装置に
おいては、プリズム２は、直方体の一辺の近傍の部分を
斜めに切除した形状を有する。この場合、このプリズム
２の半導体レーザ３側の側面は、底面２ａに垂直な端面
２ｃおよびこれに連続する斜面２ｂからなる。この斜面
２ｂには全反射膜４が設けられている。また、このプリ
ズム２の上面２ｄには全透過膜（無反射膜）５が設けら
れている。また、この場合、このプリズム２は、フォト
ダイオードＰＤを覆うようにマウントされている。一
方、半導体レーザ３は、例えばＳｉチップからなるブロ
ック６上に載せられている。

【００４２】このバーコードリーディングシステムにお
けるホログラム１４、収束レンズ１５およびミラー２の
役割は、図３に示すバーコードリーディングシステムに
おけると同様である。

【００４３】次に、上述のように構成された図６に示す
バーコードリーディングシステムの動作について説明す
る。

【００４４】半導体レーザ３からの出射光Ｌは、プリズ
ム２の斜面２ａに形成された全反射膜４で反射されて垂
直に折り曲げられた後、ホログラム１４および収束レン
ズ１５を通り、さらにミラー２により反射され、バーコ
ードＢＣ上に結像される。

【００４５】バーコードＢＣからの信号光ＳＬは、収束
レンズ１５を通った後、ホログラム１４を通ってその進
行方向が曲げられ、全透過膜５およびプリズム２を透過
してフォトダイオードＩＣ１上のフォトダイオードＰＤ
に入射し、電気信号に変換される。これによって、第１
の実施形態において述べたと同様にしてバーコードＢＣ
の読み取りが行われる。

【００４６】この第４の実施形態によれば、プリズム２
の上面２ｄの全部がバーコードＢＣからの信号光ＳＬの
フォトダイオードＰＤに対する開口となるので、この開
口を十分に大きくすることができる。このため、バーコ
ードＢＣからの信号光ＳＬを効率よくフォトダイオード
ＰＤに入射させることができ、したがって光信号のＳ／
Ｎ比を高くすることができる。

【００４７】次に、この発明の第５の実施形態によるバ
ーコードリーダ用複合光学装置について説明する。

【００４８】上述の第４の実施形態によるバーコードリ
ーダ用複合光学装置においては、プリズム２の上面２ｄ
の全面に全透過膜５が設けられ、この全透過膜５を通っ
てフォトダイオードＰＤにバーコードＢＣからの信号光
ＳＬが入射するように構成されており、プリズム２の上
面２ｄの全部がフォトダイオードＰＤに対する開口とな
っていることから、迷光が多くなる。そこで、この第５
の実施形態によるバーコードリーダ用複合光学装置にお
いては、この迷光の対策として、図７に示すように、プ
リズム２の斜面２ｂばかりでなく、この斜面２ｂと隣接
する部分における上面２ｄおよび端面２ｃにも延在する
ように全反射膜４が設けられている。

【００４９】この第５の実施形態の上記以外のことは第
４の実施形態と同様であるので、説明を省略する。

【００５０】上述の迷光対策を行った場合と迷光対策を
行わない場合とで迷光量を測定したところ、迷光対策を
行った場合の迷光量は、迷光対策を行わない場合の迷光
量の約１／６であった。これより、迷光対策を行うこと
により、迷光量は大幅に低減されることが確認された。

【００５１】以上のように、この第５の実施形態によれ
ば、第４の実施形態と同様な利点に加えて、プリズム２
の斜面２ｂと隣接する部分における上面２ｄにも全反射
膜４が延在して設けられていることにより迷光量の大幅
な低減を図ることができるという利点を得ることができ
る。

【００５２】上述の第５の実施形態において、プリズム
２の斜面２ｂ、この斜面２ｂに隣接する部分の上面２ｄ
および端面２ｃに設けられる全反射膜４は、例えば次の
ようにして形成することができる。すなわち、図８に示
すように、複数のプリズム２をそれらの斜面２ｂが互い
に同一平面内に位置し、かつ、互いに隣接する一対のプ
リズム２の一方の底面２ａと他方の上面２ｂとが互いに
接触するように配置した状態で、これらの斜面２ａに対
してほぼ垂直な方向から例えばＡｌなどの金属をスパッ
タリング法や真空蒸着法などにより蒸着する。この場
合、プリズム２の上面２ｄおよび端面２ｃはこの蒸着方
向に対して約４５°の角度をなすため、この蒸着法とし
ては角度依存性の少ないものを用い、全反射膜４の特性
における角度依存性を少なくするのが望ましい。

【００５３】このような全反射膜４の形成方法によれ
ば、複数のプリズム２の全反射膜４を１回の蒸着により
一括形成することができる。このため、全反射膜４の形
成に要するコストの大幅な低減を図ることができ、ひい
てはバーコードリーダ用複合光学装置の製造コストの低
減を図ることができる。

【００５４】図９に、バーコードリーダ用複合光学装置
における典型的な迷光経路を示す。図９に示すように、
プリズム２の斜面２ｂの上部において反射された、半導
体レーザ３からの出射光Ｌは、比較的大きな入射角度θ
でパッケージ１３のリッド部１３ａに入射する。このリ
ッド部１３ａの透過率は入射角度依存性を有し、入射角
度が大きくなると反射率が大きくなるため、このような
大きな入射角度θで光が入射した場合には、その入射光
の一部がバーコードリーダ用複合光学装置側に戻る。こ
の戻り光がフォトダイオードＰＤに入射すると迷光増加
の原因となる。これを防止するためには、これまで入射
角度０°のときに透過率が１００％となるように設計さ
れていたリッド部１３ａを、入射角度θで入射したとき
に透過率が１００％となるように設計し、プリズム２の
斜面２ｂの上部において反射された出射光Ｌの反射率を
小さくし、バーコードリーダ用複合光学装置側への戻り
光を抑えるようにすればよい。

【００５５】このようにすることにより、リッド部１３
ａによる反射光を少なくすることができ、迷光の低減を
図ることができる。そして、これによって、バーコード
リーダ用複合光学装置の光信号のＳ／Ｎ比を十分に高く
することができる。

【００５６】以上、この発明の実施形態について具体的
に説明したが、この発明は、上述の実施形態に限定され
るものではなく、この発明の技術的思想に基づく各種の
変形が可能である。

【００５７】例えば、上述の第４の実施形態において、
ホログラム１４および収束レンズ１４の代わりに、第１
の実施形態におけると同様にバイフォーカルレンズ１１
を用いてもよい。また、上述の第４の実施形態において
は、ほぼ台形状の断面形状を有するプリズム２を用いて
いるが、プリズム２としては、第１の実施形態において
用いたものと同様な三角プリズムを用いてもよい。この
場合には、バーコードＢＣからの信号光ＳＬは、プリズ
ム２を通ることなく、直接フォトダイオードＰＤに入射
させることができる。

【００５８】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によるバ
ーコード読み取り用複合光学装置によれば、その組み立
てに必要な部品は基体、発光素子およびミラーの３個で
あり、部品点数が従来のバーコード読み取り用複合光学
装置に比べて１個減少していることから、その分だけバ
ーコード読み取り用複合光学装置の低コスト化、歩留ま
りの向上および信頼性の向上を図ることができる。

【００５９】また、この発明によるバーコード読み取り
用複合光学装置によれば、バーコードからの信号光に対
する受光素子の開口を大きくすることができることによ
り、光信号のＳ／Ｎ比を高くすることができる。

【００６０】この発明によるバーコード読み取り用複合
光学装置の製造方法によれば、複数のプリズムを、それ
らの一側面の傾斜した部分が互いにほぼ同一の平面上に
くるように配置した状態で平面に対してほぼ垂直な方向
から蒸着を行うことにより全反射膜を形成するようにし
ているので、これらの複数のプリズムの全反射膜の形成
を１回の蒸着により一括して行うことができ、したがっ
て全反射膜の形成に要するコストの低減を図ることがで
き、ひいてはバーコード読み取り用複合光学装置の低コ
スト化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１の実施形態によるバーコードリ
ーダ用複合光学装置を示す略線図である。

【図２】この発明の第１の実施形態によるバーコードリ
ーダ用複合光学装置を用いたバーコードリーディングシ
ステムの一例を示す略線図である。

【図３】この発明の第１の実施形態によるバーコードリ
ーダ用複合光学装置を用いたバーコードリーディングシ
ステムの他の例を示す略線図である。

【図４】この発明の第２の実施形態によるバーコードリ
ーダ用複合光学装置を示す略線図である。

【図５】この発明の第３の実施形態によるバーコードリ
ーダ用複合光学装置を示す略線図である。

【図６】この発明の第４の実施形態によるバーコードリ
ーダ用複合光学装置を用いたバーコードリーディングシ
ステムの一例を示す略線図である。

【図７】この発明の第５の実施形態によるバーコードリ
ーダ用複合光学装置を示す略線図である。

【図８】この発明の第５の実施形態によるバーコードリ
ーダ用複合光学装置においてプリズム上に設けられる全
反射膜の形成方法を説明するための略線図である。

【図９】この発明の第４の実施形態または第５の実施形
態によるバーコードリーダ用複合光学装置における典型
的な迷光経路を説明するための略線図である。

【図１０】従来のバーコードリーダ用複合光学装置を示
す略線図である。

【符号の説明】

１・・・フォトダイオードＩＣ、２・・・プリズム、２
ｂ・・・斜面、２ｄ・・・上面、３・・・半導体レー
ザ、４・・・全反射膜、５・・・全透過膜、ＰＤ・・・
フォトダイオード、Ｌ・・・出射光、ＳＬ・・・信号光

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】受光素子がモノリシック形成された基体
と、上記基体上に上記基体に直接接してハイブリッド形成さ
れた発光素子と、上記基体上にハイブリッド形成されたミラーとを有し、上記発光素子からの出射光は上記ミラーにより反射され
て外部に出射されるとともに、読み取りを行うべきバー
コードからの信号光は上記受光素子に入射するように構
成されていることを特徴とするバーコード読み取り用複
合光学装置。
【請求項２】上記ミラーはその一面に全反射膜が設け
られたプリズムであることを特徴とする請求項１記載の
バーコード読み取り用複合光学装置。
【請求項３】上記発光素子はその接合が上記基体と反
対側にくるように上記基体上にハイブリッド形成されて
いることを特徴とする請求項１記載のバーコード読み取
り用複合光学装置。
【請求項４】上記発光素子は半導体レーザであること
を特徴とする請求項１記載のバーコード読み取り用複合
光学装置。
【請求項５】上記発光素子の発光点の前方の部分にお
ける上記基体に上記基体の主面に対してほぼ垂直な側壁
を有する段差が設けられ、上記段差の下部における上記
基体上に上記ミラーがハイブリッド形成されていること
を特徴とする請求項１記載のバーコード読み取り用複合
光学装置。
【請求項６】上記発光素子の発光点の前方の部分にお
ける上記基体に上記基体の主面に対して傾斜した側壁を
有する段差が設けられ、上記段差の下部における上記基
体上に上記ミラーが上記段差の上記側壁により位置決め
された状態でハイブリッド形成されていることを特徴と
する請求項１記載のバーコード読み取り用複合光学装
置。
【請求項７】上記発光素子はその接合が上記基体側に
くるように上記基体上にハイブリッド形成されているこ
とを特徴とする請求項５記載のバーコード読み取り用複
合光学装置。
【請求項８】上記発光素子はその接合が上記基体側に
くるように上記基体上にハイブリッド形成されているこ
とを特徴とする請求項６記載のバーコード読み取り用複
合光学装置。
【請求項９】上記基体は半導体基板であることを特徴
とする請求項１記載のバーコード読み取り用複合光学装
置。
【請求項１０】上記ミラーは上記受光素子と異なる部
分における上記基体上にハイブリッド形成されているこ
とを特徴とする請求項１記載のバーコード読み取り用複
合光学装置。
【請求項１１】受光素子がモノリシック形成された基
体と、上記基体上にハイブリッド形成された発光素子と、上記基体上にハイブリッド形成されたミラーとを有し、上記発光素子からの出射光は上記ミラーにより反射され
て外部に出射されるとともに、読み取りを行うべきバー
コードからの信号光は上記ミラーと異なる部分を通って
上記受光素子に入射するように構成されていることを特
徴とするバーコード読み取り用複合光学装置。
【請求項１２】上記ミラーはその一面に全反射膜が設
けられたプリズムであることを特徴とする請求項１１記
載のバーコード読み取り用複合光学装置。
【請求項１３】上記ミラーは、その底面に対して傾斜
した一側面に全反射膜が設けられ、かつ、その上面に全
透過膜が設けられたほぼ台形状の断面形状を有するプリ
ズムであるとともに、上記受光素子を覆うように上記基
体上にハイブリッド形成されていることを特徴とする請
求項１１記載のバーコード読み取り用複合光学装置。
【請求項１４】上記ミラーは、その底面に対して傾斜
した一側面とこの一側面に隣接する部分におけるその上
面とに全反射膜が設けられ、かつ、上記一側面に隣接す
る部分を除いた部分におけるその上面に全透過膜が設け
られたほぼ台形状の断面形状を有するプリズムであると
ともに、上記受光素子を覆うように上記基体上にハイブ
リッド形成されていることを特徴とする請求項１１記載
のバーコード読み取り用複合光学装置。
【請求項１５】上記ミラーは、その底面に対してほぼ
垂直な部分および上記底面に対して傾斜した部分からな
る一側面とこの一側面に隣接する部分におけるその上面
とに全反射膜が設けられ、かつ、上記一側面に隣接する
部分を除いた部分におけるその上面に全透過膜が設けら
れたほぼ台形状の断面形状を有するプリズムであるとと
もに、上記受光素子を覆うように上記基体上にハイブリ
ッド形成されていることを特徴とする請求項１１記載の
バーコード読み取り用複合光学装置。
【請求項１６】その底面に対して傾斜した部分を少な
くとも有する一側面とこの一側面に隣接する部分におけ
るその上面とに全反射膜が設けられ、かつ、上記一側面
に隣接する部分を除いた部分におけるその上面に全透過
膜が設けられたほぼ台形状の断面形状を有するプリズム
を用いるバーコード読み取り用複合光学装置の製造方法
であって、複数の上記プリズムを、それらの上記一側面の上記傾斜
した部分が互いにほぼ同一平面上に位置し、かつ、互い
に隣接する一対の上記プリズムの一方の上記上面と他方
の上記底面とが互いに接するように配置した状態で上記
平面に対してほぼ垂直な方向から蒸着を行うことにより
上記全反射膜を形成するようにしたことを特徴とするバ
ーコード読み取り用複合光学装置の製造方法。
【請求項１７】上記プリズムの上記一側面は上記プリ
ズムの上記底面に対してほぼ垂直な部分および上記底面
に対して傾斜した部分からなることを特徴とする請求項
１６記載のバーコード読み取り用複合光学装置の製造方
法。
【請求項１８】スパッタリング法または真空蒸着法に
より上記蒸着を行うようにしたことを特徴とする請求項
１６記載のバーコード読み取り用複合光学装置の製造方
法。