JPS6321170B2 - - Google Patents

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JPS6321170B2
JPS6321170B2 JP54063014A JP6301479A JPS6321170B2 JP S6321170 B2 JPS6321170 B2 JP S6321170B2 JP 54063014 A JP54063014 A JP 54063014A JP 6301479 A JP6301479 A JP 6301479A JP S6321170 B2 JPS6321170 B2 JP S6321170B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
hologram
scanning direction
light beam
disk
scanning
Prior art date
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Expired
Application number
JP54063014A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS55155321A (en
Inventor
Juzo Ono
Nobuo Nishida
Mitsuto Sakaguchi
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
Nippon Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by Nippon Electric Co Ltd filed Critical Nippon Electric Co Ltd
Priority to JP6301479A priority Critical patent/JPS55155321A/en
Publication of JPS55155321A publication Critical patent/JPS55155321A/en
Publication of JPS6321170B2 publication Critical patent/JPS6321170B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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  • Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)
  • Facsimile Scanning Arrangements (AREA)
  • Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、光学読み取り方法及び装置に関
し、特に光ビームを走査して被走査物体からの散
乱光を受光して情報を読取るフアクシミリ送信機
に代表されるような光学読み取り装置に使用され
る様な光学読み取り方法及び装置に関するもので
ある。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an optical reading method and apparatus, and in particular to an optical reading apparatus such as a facsimile transmitter that scans a light beam and receives scattered light from an object to read information. The present invention relates to an optical reading method and device used in an apparatus.

従来の光学読み取り方法における光ビーム走査
手段としては、回転多面鏡やガルバノ鏡による1
次元走査と、被走査物体の1次元移動の組み合わ
せが使われていた。
The light beam scanning means in the conventional optical reading method is one using a rotating polygon mirror or a galvano mirror.
A combination of dimensional scanning and one-dimensional movement of the scanned object was used.

しかし、このような方法では走査速度が遅く、
又散乱光の受光のために走査方向に長尺の光検出
器を使用せねばならない等受光系が複雑となる欠
点があつた。最近POSシステム(販売時点管理)
で使われるバーコード読取り装置では、受光を容
易にするために光ビーム走査方法としてホログラ
ムスキヤナ(光ビーム発生装置とホロブラムデイ
スクあるいはホログラムドラムとから構成されて
いるものを言う。)を用いた方法が採用されはじ
めている。ホログラムスキヤナによる光ビーム走
査方法は原理的にはホログラフイツクに製作した
レンズを移動して光を走査するので、散乱光の受
光がホログラムスキヤナ自身のレンズ作用で容易
に行なえる。
However, the scanning speed of this method is slow;
Another disadvantage is that the light-receiving system becomes complicated, such as requiring the use of a photodetector that is elongated in the scanning direction in order to receive the scattered light. Recently POS system (point of sale)
In order to facilitate light reception, barcode reading devices used in methods are beginning to be adopted. In principle, the light beam scanning method using a hologram scanner scans light by moving a holographically manufactured lens, so that scattered light can be easily received by the hologram scanner's own lens action.

しかしながら、ホログラムスキヤナによる光ビ
ーム走査方法をフアクシミリ送信機の様な光学読
取り装置に利用しようとすると、ホログラムスキ
ヤナによる走査だけでは、分解点数が不足し、被
走査物体の1次元移動を必要とし、走査速度が遅
いものしか得られない。
However, when trying to use the optical beam scanning method using a hologram scanner for an optical reading device such as a facsimile transmitter, scanning using a hologram scanner alone does not provide enough resolution points and requires one-dimensional movement of the scanned object. , only low scanning speeds can be obtained.

この発明の目的は、上記のような欠点を除き、
分解点数が大きく、かつ、高速の光学読取り方法
並びに載置を提供することにある。また、この発
明のもう一つの目的は被走査物体の移動を必要と
しない大画面情報の光学読取り方法及び光学読取
り装置を提供することにある。
The purpose of this invention is to eliminate the above-mentioned drawbacks,
The object of the present invention is to provide a high-speed optical reading method and mounting with a large number of resolution points. Another object of the present invention is to provide a method and apparatus for optically reading information on a large screen that does not require movement of the object to be scanned.

この発明の光学読取り方法は、ホログラムスキ
ヤナの走査方向(以下主走査方向(と記す)に細
くこの主走査方向に直交する方向(以下副走査方
向と記す)に太く集束した光ビームでホログラム
スキヤナを介して被走査物体を走査し、被走査物
体からの散乱光を前記ホログラムスキヤナのうち
光ビームの走査に与えているホログラムで回折結
像して副走査方向について複数の情報を同時に読
取る方法である。この発明の方法はホログラムス
キヤナがレンズと等価であることを利用し、結像
点と走査点の位置関係が一義的に定まるため結像
点の位置が変動せず、光検出器の設置が容易とな
る。
The optical reading method of the present invention scans a hologram using a light beam that is narrow in the scanning direction of a hologram scanner (hereinafter referred to as the main scanning direction) and focused in a direction perpendicular to the main scanning direction (hereinafter referred to as the sub-scanning direction). The object to be scanned is scanned through the scanner, and the scattered light from the object to be scanned is diffracted and imaged by a hologram that is applied to the scanning of the light beam in the hologram scanner, thereby simultaneously reading a plurality of pieces of information in the sub-scanning direction. The method of this invention utilizes the fact that the hologram scanner is equivalent to a lens, and since the positional relationship between the imaging point and the scanning point is uniquely determined, the position of the imaging point does not change, and light detection It becomes easier to install the equipment.

この発明の方法を実現する光学読取り装置とし
てはいろいろなものが考えられるが、この発明に
おいては、中心を軸として回転する円盤上にこの
円盤の半径方向に相当する方向に干渉縞の空間周
波数が互いに異なつてる複数のホログラムを円周
方向に並べて設置したホログラムデイスクと、こ
のホログラムデイスクを照射するように配置さ
れ、主走査方向に細く副走査方向に太い形状の集
束点を持つ光ビームを発生する光ビーム発生装置
と、ホログラムデイスクからの回折光で走査され
る被走査物体からの散乱光のうちホログラムデイ
スク上で光の走査にあずかつているホログラムで
回折結像された光を複数の検出素子で検出する検
出器とから構成される光学読取り装置とすること
により、この発明の方法を実現している。
Various types of optical reading devices are conceivable for realizing the method of this invention, but in this invention, the spatial frequency of interference fringes is measured on a disk rotating around the center in a direction corresponding to the radial direction of this disk. A hologram disk in which multiple different holograms are arranged circumferentially, and a light beam that is arranged to illuminate the hologram disk and has a convergence point that is thin in the main scanning direction and thick in the sub-scanning direction is generated. A plurality of detection elements detect the light that is diffracted and imaged by the hologram participating in the light scanning on the hologram disk, out of the scattered light from the scanned object that is scanned by the diffracted light from the hologram disk. The method of the present invention is realized by using an optical reading device consisting of a detector that detects the image.

以下、実施例によりこの発明の光学読取り方法
と光学読取り装置を併せて説明する。なお、光学
読取り方法は光学読取り装置の動作に基いて説明
する。
Hereinafter, the optical reading method and optical reading device of the present invention will be explained together with examples. Note that the optical reading method will be explained based on the operation of the optical reading device.

図はこの発明の光学読取り装置の一実施例を示
す概略図である。この実施例においては光ビーム
発生装置はレーザ1とこのレーザ1の出力端側に
設置された円筒レンズからなるビーム変換器とか
ら構成されており、レーザ1からの光ビームはビ
ーム変換器2により光ビームの縦横のビーム径比
を変えられる。ホログラムデイスク4は光ビーム
発生装置からの光ビームが当る位置に、デイスク
の中心を通る軸を回転軸として回転可能なように
設置されている。このホログラムデイスク4は、
円盤上に、直径方向における干渉縞の空間周波数
が互いに異なる複数のホログラムを円周方向に配
置した構成となつており、ホログラムデイスク4
の回転のみでホログラムの数と等しい走査線数の
平行走査を行う。光ビーム発生装置とホログラム
デイスク4との間には、穴あきミラー3が設置し
てある。この穴あきミラー3は光ビーム発生装置
からホログラムデイスク4への入射光ビームと、
被走査物体からの散乱光のうちホログラムデイス
ク4で回折された光ビーム(ホログラムデイスク
4を構成するホログラムのうち光ビーム走査にあ
ずかつているホログラムからの回折光)とを分離
し、光検出器の設置を容易にする目的で設置して
ある。したがつて光路分離機能があるものであれ
ば穴あきミラー3以外のもの例えばハーフミラ
ー、プリズム、光IC等のものでもこの実施例の
場合と同じ効果がある。穴あきミラー3で反射さ
れた光ビームが結像する位置9に光検出器が設置
されている。この実施例では一次元イメージセン
サを光検出器として用いている。複数の情報が同
時に検出できるものであれば一次元イメージセン
サに限らずどんなものでもよい。例えばフオトダ
イオードアレー、あるいはフオトダイオード単体
を複数個並べる等、装置の製造上最もよいと思わ
れるものを使えばよい。また、結像点9に光検出
器を設置するかわりに、結像点9の像を光フアイ
バ11で伝送して光検出器12に導く構成とする
ことにより、光検出器を電磁誘導雑音の少ない場
所に設置できる利点がある。
The figure is a schematic diagram showing an embodiment of an optical reading device of the present invention. In this embodiment, the light beam generator is composed of a laser 1 and a beam converter made of a cylindrical lens installed on the output end side of the laser 1, and the light beam from the laser 1 is transmitted to the beam converter 2. The beam diameter ratio of the vertical and horizontal beams can be changed. The hologram disk 4 is installed at a position where it is hit by the light beam from the light beam generator so as to be rotatable about an axis passing through the center of the disk. This hologram disk 4 is
A plurality of holograms having different spatial frequencies of interference fringes in the diameter direction are arranged on the disk in the circumferential direction, and the hologram disk 4
Parallel scanning of the number of scanning lines equal to the number of holograms is performed only by rotation of . A perforated mirror 3 is installed between the light beam generator and the hologram disk 4. This perforated mirror 3 receives the incident light beam from the light beam generator to the hologram disk 4, and
The light beam diffracted by the hologram disk 4 (the diffracted light from the hologram participating in the light beam scanning among the holograms constituting the hologram disk 4) is separated from the scattered light from the object to be scanned, and the It is provided to facilitate installation. Therefore, as long as it has an optical path separation function, other than the perforated mirror 3, such as a half mirror, a prism, or an optical IC, can have the same effect as in this embodiment. A photodetector is installed at a position 9 where the light beam reflected by the perforated mirror 3 forms an image. In this embodiment, a one-dimensional image sensor is used as a photodetector. Any sensor other than a one-dimensional image sensor may be used as long as it can detect multiple pieces of information simultaneously. For example, a photodiode array or a plurality of single photodiodes arranged in a row may be used, which is considered to be the best method for manufacturing the device. Furthermore, instead of installing a photodetector at the imaging point 9, the image at the imaging point 9 is transmitted through an optical fiber 11 and guided to the photodetector 12, thereby making the photodetector free from electromagnetic induction noise. It has the advantage of being able to be installed in a small space.

上述の構造の光学読取り装置においては、光ビ
ーム発生装置からの光ビームは穴あきミラー3の
穴を通りホログラムデイスク4に照射される。ホ
ログラムデイスク4に照射された光ビームは回折
光5となり被走査物体上の走査面6を走査する。
走査面6上の光ビーム形状は図に示す如く主走査
方向に細く、副走査方向に太い形状である。副走
査方向のビーム径は太いので、副走査方向の情報
を同時に得ることができ、少い走査線数で走査面
6の全面を走査することができる。ホログラムデ
イスク4を構成している各ホログラムは干渉縞の
デイスク直径方向の空間周波数がそれぞれ異なつ
ているので、ホログラムデイスク4の回転に伴な
い副走査線幅分づつずれた回折光ビーム5を発生
するため、ホログラムデイスク1回転で走査面6
の全面が走査される。走査面6からの反射散乱光
のうち走査にあずかつているホログラム8に到達
した散乱光7はホログラムのレンズ作用によつて
デイスクの回転によらず常に結像点9に結像す
る。このことは、結像点9と走査点10が等価的
にレンズであるホログラム8に対して互に結像の
関係にあることで理解される。結像点9には走査
点10の像ができているので結像点9に実質的に
副走査方向を配列方向とする1次元イメージセン
サを設置することで被走査物体の副走査方向の情
報を同時に読みとることができる。したがつて、
ホログラムデイスクの回転数を無理に上げずに高
速の読取りが可能である。
In the optical reading device having the above structure, the light beam from the light beam generator passes through the hole in the perforated mirror 3 and is irradiated onto the hologram disk 4 . The light beam irradiated onto the hologram disk 4 becomes diffracted light 5 and scans a scanning surface 6 on the object to be scanned.
The shape of the light beam on the scanning surface 6 is narrow in the main scanning direction and wide in the sub-scanning direction, as shown in the figure. Since the beam diameter in the sub-scanning direction is large, information in the sub-scanning direction can be obtained simultaneously, and the entire scanning surface 6 can be scanned with a small number of scanning lines. Since each hologram constituting the hologram disk 4 has a different spatial frequency in the disk diameter direction of interference fringes, a diffracted light beam 5 is generated that is shifted by the sub-scanning line width as the hologram disk 4 rotates. Therefore, one rotation of the hologram disk covers 6 scanning surfaces.
The entire surface of the image is scanned. Among the reflected and scattered light from the scanning surface 6, the scattered light 7 that reaches the hologram 8 participating in the scanning is always focused on the imaging point 9 by the lens action of the hologram, regardless of the rotation of the disk. This can be understood from the fact that the imaging point 9 and the scanning point 10 are in an image-forming relationship with respect to the hologram 8, which is equivalently a lens. Since the image of the scanning point 10 is formed at the imaging point 9, by installing a one-dimensional image sensor whose array direction is substantially in the sub-scanning direction at the imaging point 9, information on the sub-scanning direction of the object to be scanned can be obtained. can be read at the same time. Therefore,
High-speed reading is possible without forcibly increasing the rotational speed of the hologram disk.

又、図に示す様に結像点9の像を光フアイバー
11で伝送して1次元イメージセンサ12に導け
ば、イメージセンサを電磁誘導ノイズの少ない場
所に設置できる。この発明の光学読取り装置の分
解点数及び読取り速度はホログラムスキヤナの走
査ビームを円形スポツトにして走査した場合に比
べ、イメージセンサの画素数倍に増している。
Furthermore, as shown in the figure, by transmitting the image at the imaging point 9 through the optical fiber 11 and guiding it to the one-dimensional image sensor 12, the image sensor can be installed in a location with little electromagnetic induction noise. The number of resolution points and the reading speed of the optical reading device of the present invention are twice as many as the number of pixels of the image sensor, compared to the case where the scanning beam of the hologram scanner is scanned using a circular spot.

したがつて、この発明によつて、分解点数が大
きく、かつ高速の光学読取り装置が得られる。こ
の発明に使用されるホログラムデイスクについて
さらに詳細に説明する。この発明に使用されるホ
ログラムデイスクは、例えば円周上に配列された
数10個のホログラムからなり、デイスクの回転に
伴い各ホログラムは順次副走査方向に走査線幅分
ずつづれた走査線を発生する。このようなホログ
ラムは平面波と球面波の干渉で容易に製作され、
平面波と球面波の干渉角を、各ホログラムで副走
査方向の1走査線幅分に対応するだけ順次変えて
おくことで上述の様な走査をするものができる。
Therefore, according to the present invention, an optical reading device with a large number of resolution points and high speed can be obtained. The hologram disk used in this invention will be explained in more detail. The hologram disk used in this invention consists of, for example, several dozen holograms arranged on the circumference, and as the disk rotates, each hologram sequentially generates a scanning line that is shifted by the scanning line width in the sub-scanning direction. do. Such holograms are easily produced by interference between plane waves and spherical waves,
By sequentially changing the interference angle between the plane wave and the spherical wave by an amount corresponding to one scanning line width in the sub-scanning direction for each hologram, it is possible to perform scanning as described above.

本発明においては、高分解能を得るために、ホ
ログラムの結像性能に注意をしなければならな
い。そこで、ホログラムとしては結像性能のすぐ
れた発散球面波と集束球面波の干渉で製作したホ
ログラム(特願昭53−11711で提案)を使う方が
好しい。
In the present invention, in order to obtain high resolution, attention must be paid to the imaging performance of the hologram. Therefore, it is preferable to use a hologram (proposed in Japanese Patent Application No. 11711-1982) which is produced by interference between a diverging spherical wave and a converging spherical wave, which has excellent imaging performance.

以上の説明では、副走査方向のみに太いビーム
を使用したが、主走査方向にも太いビームを使用
すれば、2次元画像を一時に光フアイバや光検出
器アレイに導くことができることは明らかであ
る。
In the above explanation, a thick beam was used only in the sub-scanning direction, but it is clear that if a thick beam is also used in the main scanning direction, a two-dimensional image can be guided to the optical fiber or photodetector array at once. be.

以上詳述したように本発明によれば分解点数が
大きく、かつ高速で、さらに被走査物体の移動を
必要としない光学読取り装置を提供することがで
きる。
As described in detail above, according to the present invention, it is possible to provide an optical reading device that has a large number of resolution points, is fast, and does not require movement of the object to be scanned.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

図は、この発明の一実施例を示す構成図であ
る。図において1はレーザ、2はビーム径変換
器、3は穴あきミラー、4はホログラムデイス
ク、6は走査面、8はホログラム、11は光フア
イバー、12は1次元イメージセンサを各々表わ
す。
The figure is a configuration diagram showing an embodiment of the present invention. In the figure, 1 is a laser, 2 is a beam diameter converter, 3 is a perforated mirror, 4 is a hologram disk, 6 is a scanning surface, 8 is a hologram, 11 is an optical fiber, and 12 is a one-dimensional image sensor.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 ホログラムスキヤナの走査方向(以下主走査
方向と記す)に細くこの走査方向と直交する方向
(以下副走査方向と記す)に太く集束した光ビー
ムで被走査物体を走査し、この被走査物体からの
反射散乱光を前記光ビームの走査にあずかつてい
るホログラムによつて回折結像し、この結像を副
走査方向に空間的に複数の分解能で読取ることを
特徴とする光学読取り方法。 2 中心を軸として回転する円盤上にこの円盤の
半径方向に干渉縞の空間周波数が互いに異つてい
る複数のホログラムを円周方向に並べて設置した
ホログラムデイスクと、このホログラムデイスク
を照射するように配置され主走査方向に細く副走
査方向に太い形状の集束点を持つ光ビームを発生
する光ビーム発生装置と、前記ホログラムデイス
クからの回折光で走査される被走査物体からの反
射散乱光のうちホログラムデイスク上で前記光ビ
ームの走査にあずかつているホログラムで回折結
像された像を副走査方向に空間的に複数の分解能
で検出する検出器とから構成された光学読み取り
装置。
[Claims] 1. An object to be scanned is scanned with a light beam that is narrow in the scanning direction of the hologram scanner (hereinafter referred to as the main scanning direction) and narrowly focused in a direction perpendicular to this scanning direction (hereinafter referred to as the sub-scanning direction). The reflected and scattered light from the scanned object is diffracted and imaged by a hologram that participates in the scanning of the light beam, and this image is read spatially at a plurality of resolutions in the sub-scanning direction. optical reading method. 2 A hologram disk in which a plurality of holograms with different spatial frequencies of interference fringes are installed circumferentially on a disk that rotates around the center, and arranged so as to illuminate the hologram disk. A light beam generator that generates a light beam having a convergence point that is narrow in the main scanning direction and wide in the sub-scanning direction; and a detector that detects an image formed by diffraction of a hologram that is scanned by the light beam on a disk at a plurality of spatial resolutions in the sub-scanning direction.
JP6301479A 1979-05-22 1979-05-22 Optical reading method and optical reader Granted JPS55155321A (en)

Priority Applications (1)

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JP6301479A JPS55155321A (en) 1979-05-22 1979-05-22 Optical reading method and optical reader

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JPS55155321A JPS55155321A (en) 1980-12-03
JPS6321170B2 true JPS6321170B2 (en) 1988-05-06

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ID=13217033

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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS53142256A (en) * 1977-05-18 1978-12-11 Ibm Horography document scanner
JPS5417038A (en) * 1977-07-06 1979-02-08 Nec Corp Optical scanning system

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