JPS6339881B2 - - Google Patents
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- JPS6339881B2 JPS6339881B2 JP15131078A JP15131078A JPS6339881B2 JP S6339881 B2 JPS6339881 B2 JP S6339881B2 JP 15131078 A JP15131078 A JP 15131078A JP 15131078 A JP15131078 A JP 15131078A JP S6339881 B2 JPS6339881 B2 JP S6339881B2
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- wave light
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- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims description 26
- 230000004075 alteration Effects 0.000 claims description 20
- 230000001427 coherent effect Effects 0.000 claims description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 12
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000008094 contradictory effect Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 239000005304 optical glass Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)
- Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はバーコード読取装置用のレーザスキヤ
ナに関する。
ナに関する。
従来は、第１図の如く平面波光１と球面波光２
とを干渉させてホログラム記録媒体３上にホログ
ラムを形成し、出来上つたホログラムを回転可能
なデイクス上に配置し、ホログラム作成時とはデ
イスクに対して反対側から球面波光、または平面
波光４を照射して集束ビームを得、デイスクを回
転することによつて走査光を得るという方法がと
られていた。
とを干渉させてホログラム記録媒体３上にホログ
ラムを形成し、出来上つたホログラムを回転可能
なデイクス上に配置し、ホログラム作成時とはデ
イスクに対して反対側から球面波光、または平面
波光４を照射して集束ビームを得、デイスクを回
転することによつて走査光を得るという方法がと
られていた。
平面波で再生すれば無収差となるが、結像距離
を伸ばすため、発散性の球面波で再生する。この
ような方法では、偏向角βを大きくとると、再生
波を平面波から球面波に変えたことにより発生す
る収差が急激に増大する。この収差は結像距離を
大きく変える。βの増大とともに結像距離は長く
なり、β＝30度で無限大、β＞30では絞れなくな
る。デイスクを回転し、ホログラムを移動させ、
偏向角βの変化を伴いながら光走査を行うと、結
像距離が大きく変化し、バーコードが存在する空
間で常にビームが絞れた状態にすることができな
いという欠点がある。
を伸ばすため、発散性の球面波で再生する。この
ような方法では、偏向角βを大きくとると、再生
波を平面波から球面波に変えたことにより発生す
る収差が急激に増大する。この収差は結像距離を
大きく変える。βの増大とともに結像距離は長く
なり、β＝30度で無限大、β＞30では絞れなくな
る。デイスクを回転し、ホログラムを移動させ、
偏向角βの変化を伴いながら光走査を行うと、結
像距離が大きく変化し、バーコードが存在する空
間で常にビームが絞れた状態にすることができな
いという欠点がある。
このようなホログラムをバーコードリーダに用
いた場合、狭小な窓よりレーザ光が出て、商品に
粘付されたバーコードを読むのであるから、ある
程度偏向角βを大きくとれることが必要である。
またミラーその他の機構部品の配置の関係で偏向
角βを大きくとれることは、設計の自由度を増す
という大きな利点を生む。
いた場合、狭小な窓よりレーザ光が出て、商品に
粘付されたバーコードを読むのであるから、ある
程度偏向角βを大きくとれることが必要である。
またミラーその他の機構部品の配置の関係で偏向
角βを大きくとれることは、設計の自由度を増す
という大きな利点を生む。
更に従来法ではもう一つの欠点がある。第１図
でホログラム作成時に球面波光が町点より放射さ
れているとすると、そのホログラムを用いて平面
波光４により再生を行う時の結像位置は、やはり
Ａ点である。商品に粘られたバーコードを読取る
ためには、結像距離ｌは400mm程度まで必要であ
る。一方ホログラム作成時には、ｌは100mm程度
でないと球面波光が弱くなり品質のよいホログラ
ムが出来なくなる。
でホログラム作成時に球面波光が町点より放射さ
れているとすると、そのホログラムを用いて平面
波光４により再生を行う時の結像位置は、やはり
Ａ点である。商品に粘られたバーコードを読取る
ためには、結像距離ｌは400mm程度まで必要であ
る。一方ホログラム作成時には、ｌは100mm程度
でないと球面波光が弱くなり品質のよいホログラ
ムが出来なくなる。
本発明は以上の欠点を除去するためになされた
もので、 ホログラム記録媒体の一方側より、該ホログラ
ム記録媒体に対し作成光としてコヒーレントな平
面波光と、点光源から発した球面波光を偏向させ
て無限個の点光源より発した光の如く収差を付加
した偏向球面波光にするため一定の屈折率および
頂角を有し、且つ該頂角の先端が前記平面波光か
ら遠ざかる方向に向くように配置されたウエツジ
を透過したコヒーレントな前記偏向球面波光と、
を干渉して作成した干渉縞を有する回転自在なホ
ログラムと、ホログラム再生用球面波光を前記平
面波光の投射方向とは反対側から、回転する前記
ホログラムに投射する手段とを備え、該再生用球
面波光が前記ホログラムを透過し偏向されて出射
された際に結像距離がほぼ一定の走査光を与える
ことを特徴とするレーザスキヤナ。
もので、 ホログラム記録媒体の一方側より、該ホログラ
ム記録媒体に対し作成光としてコヒーレントな平
面波光と、点光源から発した球面波光を偏向させ
て無限個の点光源より発した光の如く収差を付加
した偏向球面波光にするため一定の屈折率および
頂角を有し、且つ該頂角の先端が前記平面波光か
ら遠ざかる方向に向くように配置されたウエツジ
を透過したコヒーレントな前記偏向球面波光と、
を干渉して作成した干渉縞を有する回転自在なホ
ログラムと、ホログラム再生用球面波光を前記平
面波光の投射方向とは反対側から、回転する前記
ホログラムに投射する手段とを備え、該再生用球
面波光が前記ホログラムを透過し偏向されて出射
された際に結像距離がほぼ一定の走査光を与える
ことを特徴とするレーザスキヤナ。
以下図面により本発明を詳細に説明する。
第２図は本発明レーザスキヤナの主要構成要素
であるホログラムの製造法を示す図である。第２
図において５は平面波光、６は球面波光、７は頂
角θ＝20〜30度、屈折率ｎ≒２程度に選んだウエ
ツジ、８はウエツジ７を透過した球面波光、９は
ホログラム記録媒体である。ウエツジ７は通常の
光学ガラス例えばBK7（ｎ＝1.52）を用いてウエ
ツジ状に加工したもので、該ウエツジ７の頂角θ
は通常の光線追跡法により定められ、且つ該ウエ
ツジ７の平面波光５に対する配置の仕方もこの光
線追跡法の過程で容易に決定される。このように
本発明の主要構成要素であるホログラムは、平面
波光５と頂角θの頂点が平面波光５から遠ざかる
方向に向いた配置のウエツジ７を通過した球面波
光８の干渉によつて作られる。出来上つたホログ
ラムには、この操作により故意に収差が付加され
ている。この収差と後に球面波で再生する時に生
ずる収差とを相殺させることにより、収差の殆ん
どないレーザスキヤナを構成することが可能であ
る。
であるホログラムの製造法を示す図である。第２
図において５は平面波光、６は球面波光、７は頂
角θ＝20〜30度、屈折率ｎ≒２程度に選んだウエ
ツジ、８はウエツジ７を透過した球面波光、９は
ホログラム記録媒体である。ウエツジ７は通常の
光学ガラス例えばBK7（ｎ＝1.52）を用いてウエ
ツジ状に加工したもので、該ウエツジ７の頂角θ
は通常の光線追跡法により定められ、且つ該ウエ
ツジ７の平面波光５に対する配置の仕方もこの光
線追跡法の過程で容易に決定される。このように
本発明の主要構成要素であるホログラムは、平面
波光５と頂角θの頂点が平面波光５から遠ざかる
方向に向いた配置のウエツジ７を通過した球面波
光８の干渉によつて作られる。出来上つたホログ
ラムには、この操作により故意に収差が付加され
ている。この収差と後に球面波で再生する時に生
ずる収差とを相殺させることにより、収差の殆ん
どないレーザスキヤナを構成することが可能であ
る。
すなわち、“出来上がつたホログラムに付加さ
れた収差”とは第２，３図に示したように、球面
波光６をウエツジ７に透過させた球面波光８（物
体光）と平面波光５（参照光）を干渉させて作成
したホログラム９の一部を平面波１０で再生した
時に、出射光の偏向角βが大きくなるほど結像距
離が短くなるような特性を意味する。
れた収差”とは第２，３図に示したように、球面
波光６をウエツジ７に透過させた球面波光８（物
体光）と平面波光５（参照光）を干渉させて作成
したホログラム９の一部を平面波１０で再生した
時に、出射光の偏向角βが大きくなるほど結像距
離が短くなるような特性を意味する。
一方“後に球面波で再生する時に生ずる収差”
とは第４図に示したように、球面波光２（物体
光）と平面波光１（参照光）を干渉させて作成し
たホログラム３（第１図）の一部を球面波光で再
生した時に、出射光の偏向角βが大きくなるほど
結像距離が長くなるような特性を意味する。
とは第４図に示したように、球面波光２（物体
光）と平面波光１（参照光）を干渉させて作成し
たホログラム３（第１図）の一部を球面波光で再
生した時に、出射光の偏向角βが大きくなるほど
結像距離が長くなるような特性を意味する。
そして、“収差の相殺”とは、ホログラム９を
球面波光で再生した時に、以上述べた相反する特
性がキヤンセルし合い、出射ビームの結像距離が
揃つてくることを意味する。
球面波光で再生した時に、以上述べた相反する特
性がキヤンセルし合い、出射ビームの結像距離が
揃つてくることを意味する。
第３図は上述のウエツジの効果を説明するため
の図である。第２図点Ｐより矢印の方向に見た場
合、一個の点光源Ｑより発した光は、第３図に示
すように無限個の点光源Ａ，Ｂ，Ｃ，………，Ｚ
より発した光の如くに見える。逆にこのようなホ
ログラムを用いて、第３図の如く平面波光１０で
再生を行うと、結像位置はＡ，Ｂ，Ｃ，………，
Ｚの位置となり、結像位置は１点ではなく分布し
たものとなる。換言すれば前述の如く故意に収差
を付加したホログラムが作成された訳である。
の図である。第２図点Ｐより矢印の方向に見た場
合、一個の点光源Ｑより発した光は、第３図に示
すように無限個の点光源Ａ，Ｂ，Ｃ，………，Ｚ
より発した光の如くに見える。逆にこのようなホ
ログラムを用いて、第３図の如く平面波光１０で
再生を行うと、結像位置はＡ，Ｂ，Ｃ，………，
Ｚの位置となり、結像位置は１点ではなく分布し
たものとなる。換言すれば前述の如く故意に収差
を付加したホログラムが作成された訳である。
次にホログラムの再生法を述べる。
本発明に係るウエツジを用いないで製造した従
来のホログラムを用いて、再生を行う場合は第１
図に示す如く平面波光４で行われる。鮮明なホロ
グラムをつくるために、球面波光源Ａと、ホログ
ラム記録媒体３との距離はｌ＝100mm程度が望ま
しいが、この条件では平面波光４で再生した場合
の結像位置もＡ点となる。商品に粘付されたバー
コードを的確に読み取るためには、結像距離100
mmは極めて短く、400mm程度まで伸びることが望
ましい。ところで第４図の如く頂角φの球面波光
源（該光源は１つで且つ固定されている）を再生
光として、第１図に示した従来の方法で製造した
ホログラム３を従来と同様にデイスクを回転しな
がら再生（該デイスク移動に伴なう再生用球面波
光の相対的な光源位置の変化をA1，B1，C1とし
て第４図に図示）すると、平面波光で再生した場
合よりも結像位置が長くなるという性質がある。
この性質を利用して結像位置を400mm程度に伸す
ことは容易である。
来のホログラムを用いて、再生を行う場合は第１
図に示す如く平面波光４で行われる。鮮明なホロ
グラムをつくるために、球面波光源Ａと、ホログ
ラム記録媒体３との距離はｌ＝100mm程度が望ま
しいが、この条件では平面波光４で再生した場合
の結像位置もＡ点となる。商品に粘付されたバー
コードを的確に読み取るためには、結像距離100
mmは極めて短く、400mm程度まで伸びることが望
ましい。ところで第４図の如く頂角φの球面波光
源（該光源は１つで且つ固定されている）を再生
光として、第１図に示した従来の方法で製造した
ホログラム３を従来と同様にデイスクを回転しな
がら再生（該デイスク移動に伴なう再生用球面波
光の相対的な光源位置の変化をA1，B1，C1とし
て第４図に図示）すると、平面波光で再生した場
合よりも結像位置が長くなるという性質がある。
この性質を利用して結像位置を400mm程度に伸す
ことは容易である。
この際の頂角φの決め方の具体例は、結像距離
400mmで300μｍ程度のスポツト集束ビームに絞り
込むことを考慮すると、ホログラム上の再生領域
の大きさが決まる。球面波の頂角φは、この再生
領域を見込む角度に相当する。例えば、Ｌ＝400
mm、β＝20゜、φ＝0.4゜程度となる。
400mmで300μｍ程度のスポツト集束ビームに絞り
込むことを考慮すると、ホログラム上の再生領域
の大きさが決まる。球面波の頂角φは、この再生
領域を見込む角度に相当する。例えば、Ｌ＝400
mm、β＝20゜、φ＝0.4゜程度となる。
また光源位置A1，B1，C1の間隔は偏向角βの
値が16゜〜32゜であること、結像距離が400mm程度
が好ましいことから、Ａ１，Ｃ１を両端とすると
約135mmとなる。
値が16゜〜32゜であること、結像距離が400mm程度
が好ましいことから、Ａ１，Ｃ１を両端とすると
約135mmとなる。
しかしながら本発明のこの方法は第４図から明
らかな如く偏向角βがβ1、β2、β3、と大きくなる
につれて結像位置がC2，B2，A2となるので結像
距離がl1、l2、l3と長くなり一点で焦点を結ばな
くなる。
らかな如く偏向角βがβ1、β2、β3、と大きくなる
につれて結像位置がC2，B2，A2となるので結像
距離がl1、l2、l3と長くなり一点で焦点を結ばな
くなる。
そこで結像距離を所望の400mm程度までのばし、
かつ収差を相殺して明瞭な像を得るには、換言す
ればバーコードラベル上で丁度焦点を結ばせるに
は、第３図の特性を有するホログラムを第４図の
如く頂角φの球面波で再生すればよいことがわか
る。
かつ収差を相殺して明瞭な像を得るには、換言す
ればバーコードラベル上で丁度焦点を結ばせるに
は、第３図の特性を有するホログラムを第４図の
如く頂角φの球面波で再生すればよいことがわか
る。
最後に本発明のレーザスキヤナを構成するホロ
グラムの作成法（第２図）を用いて製造したホロ
グラムをデイスクに装着し、球面波光で再生する
ように構成した本発明レーザスキヤナの偏向角β
と結像位置についての実験結果を第５図に示す。
グラムの作成法（第２図）を用いて製造したホロ
グラムをデイスクに装着し、球面波光で再生する
ように構成した本発明レーザスキヤナの偏向角β
と結像位置についての実験結果を第５図に示す。
第５図において横軸は偏向角β、縦軸は結像距
離Ｌである。偏向角βとしては、ミラー等の配置
から16゜〜32゜の範囲が最適である。
離Ｌである。偏向角βとしては、ミラー等の配置
から16゜〜32゜の範囲が最適である。
曲線L1は従来のレーザスキヤナのデータであ
り30゜附近では結像距離が無限大近くなり甚だ不
都合である。曲線L2は本発明レーザスキヤナの
特性で、レーザスキヤナの結像距離Ｌと偏向角β
の関係を示したものであり、必要なβの範囲16゜
〜32゜において結像距離が400mm程度となる。これ
は要求条件を充分満足するものである。
り30゜附近では結像距離が無限大近くなり甚だ不
都合である。曲線L2は本発明レーザスキヤナの
特性で、レーザスキヤナの結像距離Ｌと偏向角β
の関係を示したものであり、必要なβの範囲16゜
〜32゜において結像距離が400mm程度となる。これ
は要求条件を充分満足するものである。
本発明の効果は既に述べられているが、結像距
離が長くなつたので物品に粘付されたバーコード
の読取りが容易になつたこと、およびホログラム
の収差を補償する手段を提供したことにより読取
りの信頼度を著しく高めたこと等である。これら
の効果は厚い膜を必要とするホログラムでより顕
著である。膜が厚い時は再生光の入射角度が±2゜
も変化した場合、走査光が出て来ないという程に
厳しいものであるが、本発明により第５図に示す
ごとく、許容範囲が大変大きくなつた。
離が長くなつたので物品に粘付されたバーコード
の読取りが容易になつたこと、およびホログラム
の収差を補償する手段を提供したことにより読取
りの信頼度を著しく高めたこと等である。これら
の効果は厚い膜を必要とするホログラムでより顕
著である。膜が厚い時は再生光の入射角度が±2゜
も変化した場合、走査光が出て来ないという程に
厳しいものであるが、本発明により第５図に示す
ごとく、許容範囲が大変大きくなつた。
以上詳細に説明したように本発明は、レーザス
キヤナの結像距離を長くするために再生時に球面
波光を用い、その結果生ずる収差を相殺するよう
な収差を有するホログラムを備えることとしたも
のである。
キヤナの結像距離を長くするために再生時に球面
波光を用い、その結果生ずる収差を相殺するよう
な収差を有するホログラムを備えることとしたも
のである。
第１図は従来のホログラム作成法を示す図、第
２図は本発明によるホログラム作成法を示す図、
第３図は本発明の方法で作成されたホログラムの
収差を示す図、第４図は通常のホログラムを球面
波で再生する場合に生ずる収差を示す図、第５図
は本発明により製作されたホログラムの特性を示
す図である。これらの図において、 １，５……平面波光、２，６，８……球面波
光、４，１０……再生用の平面波光、３，９……
ホログラム記録媒体、７……ウエツジ、A1，B1，
C1……球面波光。
２図は本発明によるホログラム作成法を示す図、
第３図は本発明の方法で作成されたホログラムの
収差を示す図、第４図は通常のホログラムを球面
波で再生する場合に生ずる収差を示す図、第５図
は本発明により製作されたホログラムの特性を示
す図である。これらの図において、 １，５……平面波光、２，６，８……球面波
光、４，１０……再生用の平面波光、３，９……
ホログラム記録媒体、７……ウエツジ、A1，B1，
C1……球面波光。
Claims (1)
- １ ホログラム記録媒体の一方側より、該ホログ
ラム記録媒体に対し作成光としてコヒーレントな
平面波光と、点光源から発した球面波光を偏向さ
せて無限個の点光源より発した光の如く収差を付
加した偏向球面波光にするため一定の屈折率およ
び頂角を有し、且つ該頂角の先端が前記平面波光
から遠ざかる方向に向くように配置されたウエツ
ジを透過したコヒーレントな前記偏向球面波光
と、を干渉して作成した干渉縞を有する回転自在
なホログラムと、ホログラム再生用球面波光を前
記平面波光の投射方向とは反対側から、回転する
前記ホログラムに投射する手段とを備え、該再生
用球面波光が前記ホログラムを透過し偏向されて
出射された際に結像距離がほぼ一定の走査光を与
えることを特徴とするレーザスキヤナ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15131078A JPS5577715A (en) | 1978-12-06 | 1978-12-06 | Laser scanner |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15131078A JPS5577715A (en) | 1978-12-06 | 1978-12-06 | Laser scanner |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5577715A JPS5577715A (en) | 1980-06-11 |
| JPS6339881B2 true JPS6339881B2 (ja) | 1988-08-08 |
Family
ID=15515852
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15131078A Granted JPS5577715A (en) | 1978-12-06 | 1978-12-06 | Laser scanner |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5577715A (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0617949B2 (ja) * | 1982-04-01 | 1994-03-09 | 富士通株式会社 | ホログラムスキャナ |
| JPS6075857A (ja) * | 1983-10-03 | 1985-04-30 | Fujitsu Ltd | ホログラム記録方法 |
| KR890003295B1 (ko) * | 1983-10-03 | 1989-09-06 | 후지쓰가부시끼가이샤 | 홀로그램 구성 및 재구성 방법 |
| JPS60108802A (ja) * | 1983-11-18 | 1985-06-14 | Fuji Photo Film Co Ltd | 光ビ−ム合成方法及び装置 |
| JPH0627965B2 (ja) * | 1984-05-18 | 1994-04-13 | キヤノン株式会社 | ホログラムの作製法 |
-
1978
- 1978-12-06 JP JP15131078A patent/JPS5577715A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5577715A (en) | 1980-06-11 |
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