JPS61285585A - 定置式ホログラムスキヤナ - 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〕 この発明は、スーパーマーケットなどのレジスタにおい
て商品に印刷されたバーコードを読み取る定置式ホログ
ラムスキャナに関するものである。

〔従来の技術〕

従来のこの種の装置として第５図に示すものがあった６
図において、１はレーザ発振器、２は光ビーム、３はレ
ンズ、４はミラー、５は光ビーム２を通過させる開口を
有する穴あきミラー、６は光ビーム２を偏向するホログ
ラムレンズ、７は走査線数と等しい個数だけホログラム
レンズ６が形成され、発生すべき走査線ピッチに対応し
た量だけホログラムレンズ６の中心を変位させてなるホ
ログラムディスク、８．９はそれぞれ空間的に分離した
位置に回折された第１．第２の走査ビーム、１０．１）
はそれぞれ走査ビーム８．９を反射するためのミラー、
１２は読取窓、１３．１４はそれぞれ走査ビーム８．９
により発生される走査線、１５は読取窓１２に置かれた
ラベルのバーコードにより散乱された散乱光、１６は光
検知器、１７はホログラムディスク７を回転するための
モータである。

次に動作について説明する。レーザ発振器１より出射し
た光ビーム２を、レンズ３、ミラー４、穴あきミラー５
を介して、ホログラムレンズ６に入射する。ホログラム
ディスク７をモータ１７により回転すると、ホログラム
ディスク７上に設けられた各ホログラムレンズにより光
ビーム２が偏向されて順次走査ビームが発生される。こ
れらの内、代表的なものが第１．第２の走査ビーム８，
９である。各ホログラムレンズ６の中心が変位している
ので、上記各走査ビーム８，９はホログラムディスク７
上の０点における接線と垂直な方向にシフトして走査さ
れる。その結果、ホログラムレンズ６の中心の変位を大
きくすることによって、全走査線を２つのグループに分
け、空間的に分離した位置に発生する。これは、走査線
の方向を読取窓１２上で２方向とするためのミラー１０
．１）の設定を容易にするためである。

次に、第１．第２の走査ビーム８．９で代表される走査
ビーム群は所定の角度、位置に設定された第１．第２の
ミラー１０．１）により反射され、読取窓１２上に２方
向の走査線１３．１４を発生する。

次に、上記走査パターンによりラベルが走査されると、
ラベル上のバーコードにより散乱された散乱光１５は、
光ビーム２とは逆の経路をたどって光検知器１６上に集
光され、電気信号に変換される。

以上により、バーコードの情報を光学的に読み取る。な
お、第５図では１つのホログラムレンズ６上から２つの
走査ビーム８．９が発生するかのように示しているが、
実際にはホログラムレンズ６１つに対し１本の走査線し
か得ることができないもので、ここでは説明のためにホ
ログラムディスク７が回転して他のホログラムレンズが
光ビーム２の光路上にきた場合を重ね合わせて表してい
る。

このようなホログラムスキャナにおいて、いかなる方向
のバーコードに対してもこれを高精度に読取れるように
するためには、読取り時間内における走査線数を出来る
だけ多くする必要がある。

すなわち、多方向で、しかも各方向の走査線数が多い走
査パターンを発生する必要がある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし従来の定置式ホログラムスキャナは以上の様に構
成されているので、読取りに必要な走査線の方向の数と
同じあるいはそれ以上の数のミラーをホログラムレンズ
と読取窓との間に設置せねばならず、又ホログラムディ
スクと読取窓間のミラーについて見ればホログラムレン
ズにて偏向され各ミラー上を走査するビームを反射せね
ばならず、各々を大きなミラーとすることが必要で、こ
れが故に光学系全体が大きくなるなどの問題点があった
。

これに対し、本件発明者は、光学系全体を大型にするこ
となく、あらゆる方向のバーコードに対してこれを高精
度に読取ることのできる定置式ホログラムスキャナを開
発しており、これは、走査方向の数と同数の光ビームの
各々をホログラムディスクの相互に異なる所定位置のホ
ログラムレンズに入射するようにしたものである。そし
てこの定置式ホログラムスキャナにおいては、レーザ発
振器とホログラムディスクとの間の光学系がほとんどの
光学部品を含むことから、主要光学部品をスキャナのオ
ペレータが位置する側と反対側に集中して配設すること
が可能であり、その場合スキャナのオペレータ側の部分
を薄型にして、オペレータが膝をスキャナの下側に入れ
て操作を行なう座位操作ができるものと考えられる。

この発明は、かかる状況においてなされたので、座位操
作が可能である定置式ホログラムスキャナを提供するこ
とを目的としている。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係る定置式ホログラムスキャナは、筐体の底
壁又は上面壁のオペレータが位置する側と反対側の部分
に、下方に又は上方に向けて突出する段部を曲成し、こ
の段部が設けられた側の筐体内に主要光学部品を配置し
たものである。

〔作用〕

この発明においては、筐体内のオペレータ側と反対側に
主要光学部品を配置したことから、筐体内のオペレータ
側に収容すべき光学部品は少なくて済み、筐体のオペレ
ータ側部分は薄型とすることが可能である。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図について説明する。

第１図ないし第３図は本発明の一実施例による定置式ホ
ログラムスキャナを示す。図において、１はレーザ発振
器、２は光ビーム、２０はミラー、２１はレンズ、２２
は光ビーム２を時分割で上、中、下の３Ｆ！＆に切り分
けるビームスプリッタ、２３は３段に切り分けられた光
ビーム２をそれぞれ所定の方向に反射あるいは透過させ
て誘導するプリズムミラー、２４はミラー、２５は穴明
きミラー、７は後述の読取窓２７に対して直角に配置さ
れたホログラムディスク、１７はホログラムディスク７
を回転させるモータ、２６はミラー、２７は読取窓、１
３は走査線、２８ａはバーコード（図示は省略）から反
射された散乱光の一部、２８ｂはホログラムレンズ（図
示は省略）にて集光された散乱光、２９は散乱光を受信
して光を電気信号に変換する光電変換装置、３０はオペ
レータの位置（図示は省略）、３１はホログラムスキャ
ナの筺体、３１ａは筺体３１の底壁の段部、３１ｂは筺
体３１のオペレータ位置３０例の底面、３１ｃは筺体３
１の上面壁の段部である。

また第２図において、２２ａ、２２ｂ、２２Ｇはそれぞ
れ高、中高、低の段に作られたミラーであり、ビームス
プリンタ２２を構成する。

また第３図において、２２ｄはビームスプリッタ、２２
駆動用モータ、２３ａ、２３ｃはプリズム２３ｄの側面
のそれぞれの位置に設けられたミラー、２３ｂはプリズ
ム面そのままの表面であり、プリズムミラー２３を構成
する。

なお以上のような構成において、上記レーザ発振器１、
ミラー２０、レンズ２１、ビームスプリンタ２２、プリ
ズムミラー２３及びミラー２４が、バーコードの読取り
に必要な光ビームの走査方向の数と同数の光ビームの各
々をホログラムディスク７の相互に異なる所定位置のホ
ログラムレンズに入射する光ビーム入射装置３４を構成
している。

次に動作について説明する。レーザ発振器１より出射し
た光ビーム２は、ミラー２０により折り曲げられ、レン
ズ２１を透過し、ビームスプリッタ２２に向かう。ここ
でビームスプリンタ２２をモータ２２ｄにて回転させる
と、その速度に応じ、ある時はミラー２２ａ、ある時は
ミラー２２ｂ１ある時はミラー２２ｃという具合に各段
のミラーにて光ビーム２が反射されるので、３段の反射
ビーム２ａ、２ｂ＋２Ｃを時分割で得る。これらの反射
ビーム２　ａ＋２ｂ、２ｃは、それぞれプリズムミラー
２３の、ミラ−２３ａ１プリズム表面２３ｂ１ミラー２
３ｃに入射する。すると光ビーム２ａ、２Ｃはミラー２
３ａ１２３ｃにより反射され、光ビーム２ｂはプリズム
内を透過してそれぞれ矢印Ａ、Ｂ、Ｃの方向に進む。

これらはミラー２４にて反射され、穴明きミラー２５の
開口２５ａを通過し、ホログラムディスク７上のホログ
ラムレンズに入射する。ホログラムレンズにより回折さ
れた光ビーム２はミラー２６により反射され、読取窓２
７に集光され、読取窓２７上を通過したバーコードに当
たって散乱される。散乱光２８ａは（但し、散乱光は本
来、ホログラムレンズにより回折された光ビーム２の数
だけ、それらの光軸にそって発生するが、図が複雑にな
るため、散乱光２８８１つのみを図示した。）光ビーム
２とは逆の経路をたどってホログラムレンズに入射し、
穴明きミラー２５により反射され、光電変換装置２９上
に集光されて電気信号に変換される。

次に、光学系の基本構造を第４図にもとづいて説明する
０図において、ホログラムディスク７以後の光学系は、
ホログラムディスク７を底面とし、ホログラムレンズの
集光位置りを頂点とした円錐にて表すことができる。ホ
ログラムディスク７の３点Ａ、Ｂ、Ｃに入射した光ビー
ム２は、ホログラムディスク７を回転させると、入射点
Ａ、Ｂ。

Ｃにおいてそれぞれホログラムディスク７の円周方向に
偏向されるため、集光点りを含むホログラムディスク７
と平行な平面３３内において、Ｄを中心にＡｌＡ２、Ｂ
ＩＢ２、ＣｌＣ２の方向の走査線を発生させる。これら
の走査線の交角は、ＬＡＱＣＳＬＢＯｃに等しいので、
この角度を変える、　　−即ち入射位置Ａ、Ｂ、Ｃを変
えることで容易に交角を選択することができる。

また図には各方向の走査線を１本のみ記したが、同じ方
向で複数本発生させるには、集光点りの例えばＨ方向の
位置の異なるホログラムレンズを必要数ホログラムディ
スク７上に備えれば良く、これは従来技術と同じである
。この光学系をＥ点にて１枚のミラー２６により折り曲
げ、Ｄ１点に集光位置を移動させ、入射点Ａ、Ｂ、Ｃと
折り曲げ用のミラー２６との相対位置を保ったまま一定
角度円錐を回転させ、バーコード読み取りに必要な走査
面を構成した。従って走査線の方向とホログラムディス
ク７に入射する位置とは両者の数が一致することになる
。

以上のような本実施例の装置では、光ビームをホログラ
ムディスクに入射する前に多方向に切り分けるようにし
ており、レーザ発振器とホログラムディスクとの間の光
学系に、その方向数と同数のミラーが必要となるが、そ
の光ビームは偏向されていないので、小さなミラーでよ
く、又レーザ発振器とホログラムディスク間の光学系が
ほとんどの部品を含み、ホログラムディスクと読取窓間
には１枚のミラーを設置するだけでよいことになるので
、光学系の大部分、即ちレーザ発振器とホログラムディ
スク間の光学系をオペレータが位置する側と反対側に集
中して設置し、光路長は長いが単純化されたホログラム
ディスクと読取窓間の光学系をオペレータ側に設置する
ことができ、その結果従来のスキャナに比し、幅及び長
さを変えることなく、オペレータ側部分を薄型構造にで
き、オペレータがスキャナの下側に膝（第４図の３５参
照）を入れて操作を行う、いわゆる座位操作が可能とな
る。

また本装置では、ホログラムディスク前の光学系には多
数ではあるが、小さなミラーを設ければよく、又ホログ
ラムディスク後の光学系には大型ではあるが、１枚のミ
ラーを設ければよく、その結果あらゆる方向のバーコー
ドに対して高精度な読取りを可能とするために、走査線
の方向の数を増加させた場合にも、装置がほとんど大型
化及び重量アップすることはない。

さらに本装置では、光ビームのホログラムディスクへの
入射位置を変えることにより、容易に走査線の角度（方
向）を変えることができる。

また本装置では、ビームスプリッタの段のついた部分の
ミラー領域を変えることにより、各方向に切り換える時
間を容易に選択できる。

なお上記実施例では複数の光ビームを異なる位置のホロ
グラムレンズに入射する場合について説明したが、本発
明は一本の光ビームをホログラムレンズに入射する場合
についても同様に適用でき、この場合も主要光学部品を
オペレータと反対側に配置するようにすれば、スキャナ
の薄型化が可能である。また段部は筐体の上面壁又は底
壁のいずれか一方のみであってもよい。さらにホログラ
ムディスクは読取窓に対して必ずしも厳格な意味での直
角に設ける必要はない。

また上記実施例では走査線方向が３方向である例を示し
たが、この方向数は任意に選択できる。

またホログラムディスク７と読取窓２７０間に１枚のミ
ラー２６を使用した例を示したが、これも複数枚のミラ
ーを使用して走査面上で別の方向の走査線を得ることが
可能であるが、請求の範囲に記載した走査方向とはこの
場合の方向を一方向として定義しており、勿論本発明の
範囲外とはならないまた第２図には読取窓上に集光した
例を示したが読取窓から離れた点に集光させて走査線を
得ても良い、さらにビームスプリッタ２２は段をつけ平
行に光ビーム２を切り換えているが、これは平行でなく
ても同等の効果を奏する。またプリズムミラー２３はミ
ラーを組合わせて構成してもよい、またさらに光電変換
装置２９として、入射ビームと同じ個数設けた例を示し
たが、これもミラーの組合せ等でどの様な数、配列も選
択できる。

〔発明の効果〕

以上のように、本発明に係る定置式ホログラムスキャナ
によれば、筐体のオペレータが位置する側と反対側の部
分に段部を曲成し、この段部が設けられた側に主要光学
部品を配置するようにしたので、装置を薄型にして座位
操作を可能にできる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による定置式ホログラムスキ
ャナの概略斜視図、第２図は上記スキャ参　　すにおけ
るビームスプリッタの斜視図、第３図は・　　上記スキ
ャナの動作を説明するための図、第４図（ａ）、　（ｂ
）はともに上記スキャナの光学系の基本構造を説明する
ための図、第５図は従来の定置式ホログラムスキャナを
示す概略図である。 ２・−光ビーム、６−ホログラムレンズ、７・−ホログ
ラムディスク、２２−・ビームスプリッタ、３４−光ビ
ーム入射装置、３１−筐体、３１ａ、３１ｃ　・一段部
。 なお図中同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）ホログラムレンズが円周上に複数個配設されたホ
   ログラムディスクを有する定置式ホログラムスキャナに
   おいて、その筺体の底壁又は上面壁のオペレータが位置
   する側と反対側の部分に、下方又は上方に向けて突出す
   る段部を曲成し、この段部が設けられた側の筐体内に主
   要光学部品を配置したことを特徴とする定置式ホログラ
   ムスキャナ。
2. （２）上記主要光学部品が、１本あるいは複数本の光ビ
   ームをホログラムレンズに入射する光ビーム入射装置と
   、読取窓に対しほぼ直角に設置されたホログラムディス
   クと、バーコードで反射されホログラムレンズにより集
   光された散乱光を電気信号に交換する光電変換装置とか
   ら構成されることを特徴とする特許請求範囲第１項記載
   の定置式ホログラムスキャナ。
3. （３）上記光学部品が、複数本の光ビームをホログラム
   レンズに入射する光ビーム入射装置と、読取窓に対しほ
   ぼ直角に設置されたホログラムディスクと、バーコード
   で反射されホログラムレンズにより集光された散乱光を
   電気信号に変換する光電変換装置から構成され、ホログ
   ラムディスクと読取窓との間の光学系が１枚のミラーで
   構成されていることを特徴とする特許請求範囲第１項記
   載の定置式ホログラムスキャナ。
4. （４）上記光ビーム入射装置が、バーコード読取に必要
   な光ビームの走査方向の数と同数の光ビームをホログラ
   ムレンズに入射するものであることを特徴とする特許請
   求の範囲第３項記載の定置式ホログラムスキャナ。
5. （５）上記光ビーム入射装置が、１本の光ビームを時分
   割で複数本に切換えた後、順にホログラムレンズに入射
   するものであることを特徴とする特許請求の範囲第３項
   又は第４項記載の定置式ホログラムスキャナ。
6. （６）上記光ビーム入射装置が、光ビームを多方向に切
   り分ける回転式のビームスプリッタにより構成されたも
   のであることを特徴とする特許請求の範囲第５項記載の
   定置式ホログラムスキャナ。