KR900006253B1

KR900006253B1 - 정치식 홀로그램 스캐너

Info

Publication number: KR900006253B1
Application number: KR1019860003362A
Authority: KR
Inventors: 이즈미 미까미; 가즈로 니시; 야스찌까 하따나까
Original assignee: 미쯔비시 덴끼 가부시끼가이샤; 시끼 모리야
Priority date: 1985-06-12
Filing date: 1986-04-30
Publication date: 1990-08-27
Also published as: CA1294467C; KR870000656A; DE3688639T2; US4738499A; EP0206454A2; DE3688639D1; EP0206454B1; EP0206454A3

Abstract

내용 없음.

Description

정치식 홀로그램 스캐너

제1도는 본 발명의 정치식 홀로그램 스캐너의 구성을 도시하는 개략도.

제2도는 제1도에서 도시된 정치식 홀로그램 스캐너의 광범 전환장치로서 빔스프리터의 구성을 도시하는 개략도.

제3도는 제2도에서 도시된 빔스프리터에 의한 빔의 전환상태를 도시하는 개략도.

제4a 및 4b도는 본 발명의 정치식 홀로그랭 스캐너의 광학계의 구성을 표시하는 개략도.

제5도는 본 발명의 제2실시예에 따른 광빔 전환장치로서 빔스프리터의 구성을 도시하는 개략도.

제6도는 제5도에서 도시된 빔스프리터에 의한 빔의 전환상태를 도시하는 개략도.

제7 및 제8도는 본 발명의 제3실시예에 따른 광범 전환장치로서 빔스프리터의 구성을 도시하는 개략도.

제9도는 제7 및 8도에서 토시된 빔스프리터에 의한 빔의 전환상태를 도시하는 개략도.

제10,11 및 12도는 본 발명의 제4실시예에 따른 광빔 전환장치토서 빔스프리터의 구성을 도시하는 개략도.

제13도는 종래의 정치식 홀로그램 스캐너의 구성을 도시하는 개략도.

제14도는 종래의 빔 전환장치의 구성 및 이 장치에 의한 빔의 전환상대를 도시하는 개략도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 레이지발진기 2 : 광빔

7 : 홀로그램디스크 17 :.모터

20 : 미러 21 : 렌즈

22·빔스포리터 23 : 프리즘 미러

27 : 판독창 29 : 광전 변환장치.

본 발명은, 상품에 인쇄되어 있는 바코드(bar code)를 읽기 위해서, 마케트 등의 례지스터에 설치되는 정치식의 홀로그램(ho1ogram)스캐너에 관한 것이다.

근래에, 대규모의 슈퍼마케트는 물론, 일반 상점에 있어서도, 상품에 인쇄된 바코드를 읽음으로써, 감정 및 재고관리를 하도록 되어 있다. 그래서, 바코드를 읽기 위한 장치의 일종으로서 홀로그램 스캐너가 사용되고 있다.

다음에, 종래의 정치식 홀로그램 스캐너에 대해서, 그 구성을 도시하는 제13도의 개략도에 따라서 설명을 한다.

제13도에 있어서, 참조번호(1)은 레이져 발진기, (2)는 레이저 발진기(1)에서 조사된 광빔, (3)은 렌즈, (4)는 미러,(5)는 광빔 (2)을 통과시키는 구멍을 갗는 미러,(6,6,…)은 광빔(2)을 편향시키는 홀로그램 렌즈(7)은 주사선수와 동일한 수의 상기 홀로그램 렌즈(6,6,…)를 발생할 주사선의 피치에 대응한 양씩 각각의 중심을 변위시켜서 구비한 홀로그램 디스크, (8,9)는 각각 공간적으로 분리한 위치로 회절된 제1 및 제2의 주사빔, (10,11)은 각각의 주사빔(8,9)을 판독창(12)방향으로 반사하기 위한 미러,(12)는 상측상에 바코드가 위치되는 판독창, (13,14)는 각각 주사빔(8,9)에 의해 발생된 주사선,(15)는 판독창(12)에 놓여진 레벨의 바코드에 의해 산란된 산란광, (16)은 광검출기, (17)은 홀로그램 디스크(7)를 회전시키기 위한 모터이다.

이하 동작에 대해서 설명하기로 한다. 레이저 발진기(1)에서 츌사한 광빔(2)을, 렌즈(3), 미러(4), 구멍을 갖는 미러(5)를 거쳐서, 홀로그램 렌즈(6)에 입사한다. 홀로그램 디스크(7)는 모터(17)에 의해 회전되고 있으므로 홀로그램 디스크(7)위에 설치된 각 홀로그램 렌즈(6,6,…)에 의해 광빔(2)이 편향되어서 홀로그램렌즈(6,6,…)의 수와 같은 방향수의 주사빔이 차례로 발송된다 이들중, 대표적인 것이 제1 및 제2의 주사빔(8,9)이다. 각 홀로그램 렌즈(6)의 중심이 변위하여 있으므로, 상기 각 주사빔(8,9)은 홀로그램 디스크(7)상의 0점에 있어서의 접선과 수직인 방향으로 시프트하여 조사된다. 즉, 홀로그램 렌즈(6,6,…)의 중심을 차례토 동간격으로 변위시켜 둠으로써, 각 홀로그램 렌즈(6,6,…)에 의해 각각 발생된 주사빔(8,9,…)을 원주상의 알맞는 간격의 방향으로 공간적으로 분리하여 조사한다. 이것에 의해, 각 주사빔(8,9,…)을 판독창(12)방향으로 반사시키기 위한 미러(10,11,…)의 설치를 용이하게 하고 있다.

다음으토, 주사빔(8,9,…)은 각각을 판독창(12)방향으로 반사하기 때문에 소정의 각도 위치에 설치된 미러(10,11,···)에 의해 반사되고, 판독창(12)위에 주사선(13,14,…)이 주사된다.

또한, 제13도에서는 1개의 홀로그램 롄즈(6)상에서 2개의 주사빔(8,9)이 발생하는 것 같이 표시하고 있으나, 실제토는 홀로그램 렌즈(6) 1개에 대해서 1개의 주사선 밖에 얻을 수가 없는 것으로, 여기에서는 설명을 하기 위해 홀토그램 디스크(7)가 회전하여 다른 홀로그램 렌즈가 광빔(2)의 광로상에 온 경우를 겹쳐서 표시하고 있다. 즉, 홀로그램 렌즈(6,6,…)의 수와 같은 수의 주사범이 도면상에서 홀로그램 디스크(7)의 상방의 다른 방향으로 각각 조사되어, 이들의 각 주사빔을 판독창(12)방향으로 반사하기 위한 미러가 주사범의 수(홀로그램 렌즈(6,6,…)의 수)와 동수, 또는 그 이상 배치되어 있다.

그래서, 주사빔(8,9)의에 의해 레벨의 바코드가 주사되면, 바코드에 의해 산란 반사되어서 산란광(15)이 주사범과는 역경로를 거쳐 구멍을 갖는 미러(5)에 이르러, 이것에 반사되어서 광검출기(16)에서 집광된다. 광검출기(16)는 산란광(15)을 검출하여 전기신호를 변환하고, 이것에 의해 바코드는 광학적으로 판독된다.

이와같은 홀로그램 스캐너에 있어서, 어떠한 방향의 바코드에 대해서도 이것을 고정확도로 판독할 수 있도특 하기 위해서는, 판독 시간내에 있어서 주사선수를 가급적 많게할 필요가 있다. 즉, 다방향에서, 더우기 각 방향의 주사선수가 많은 주사 패턴을 발생할 필요가 있다.

그러나, 상기하는 바와같이 종래의 정치식 홀로그램 스캐너에서는, 판독하는데 필요한 주사선의 방향의수와 같거나 또는 그 이상의 수의 미러를 홀로그램 렌즈와 판독창 사이에 설치하지 않으면 안되고, 또한 이들의 미러는 홀로그램 렌즈에서 편향되고 각 미러상을 주사하는 빔을 반사하지 않으면 안되고, 각각을 콘이러로 하는 것이 필요하여, 그러기 위해서 광학계 전체가 커지는 등의 문제점이 있었다. 따라서, 종래의 홀로그램 스캐너는 전체의 대형화를 피할 수 없고, 이것을 조작하는 오퍼레이터는, 홀로그램 스캐너를 사이에 하여 손님과 마주하는 위치에 앉는 경우에, 다리(특히 무릎)가 홀로그램 스캐너의 케이스에 받히기 때문에, 부자연하고 무리한 자세로 앉거나, 그렇지 않으면 선채로 조작을 강행하고 있었다.

이상과 같은 사정에서, 종래의 홀로그램 스캐너에 있어서, 제13도에 도시하는 홀로그램 스캐너(7)와 판독창(12)사이에 위치하는 미러(10,11)이외의 것을 사용하지 아니하여도 좋은 구성으로 하면, 전체를 소형화할수 있다고 생각된다. 이와같은 구성을 가능하게 하려면, 1개의 광빔(2)을 회전하는 홀로그램 디스크(7)의 각 홀로그램 렌즈(6,6,…)로서 복수방향으로 편향시키는 것이 아니고, 복수의 광빔을 홀로그램 디스크(7)의 각 홀로그램 롄즈(6,6,…)의 위치로 입사시켜서 복수의 주사빔을 발생시키면 좋다. 그래서, 각 주사빔은 홀로그램 디스크(7)의 원주상에서 각각 조사되므로, 이것을 한점 예컨대 판독창(12)에서 흡광하도록 각 홀로그램 렌즈(6,6,…)의 중심위치롤 설정하여 두면, 제13도에 도시하는 홀로그램 디스크(7)와 판독창(12)사이에 의치하는 복수의 미러(10,11)이외의 것은 뷸필요해진다.

그러나, 이와같은 구성을 실현하려면, 홀로그램 디스크(7)상의 소정의 위치에 설치된 복수의 홀로그램 렌즈(6,6,…)의 각각에 광빔을 입사시키는 장치가 필요하며, 예컨대 제14도에 도시하는 것과 같은 광빔 전환장치가 제안되고 있다.

제14도에 있어서, (52)는 입사광빔, (50)은 모터(51)에서 회전되는 회전 미러이며,[(53,53a,53b,53c)]는 반사광 빔이다

이와같은 광빔 전환장치의 동작은 다음과 같다.

입사광 빔(52)은, 회동 미러(50)에 입사되고, 반사되나, 이매 회동 미러(50)의 경사가 0도(제14도 실선으로 도시함)이며, 반사광 빔(53)은 반사의 법칙에 마라 53a의 방향으로 된다. 만약, 희동 미러(50)를 +θ°기울인 상태(제14도에서 파선으로 표시함)인매에, 반사광 범(53)은 53b로 왼다. 또한, 회동 미러를 -θ。기울인 상태(제l4도에서 일점쇄선으토 표시함)인때에, 반사광 빔(53)은 53c로 된다. 따라서 회동 미러(50)를 ±θ°기울인 제어를 함으로써 53a 내지 53c의 반사광 빔으로 전환할 수가 있다.

그러나, 이와같은 광빔 전환장치는 고속으로 제어를 할수록, 회동 미러(50)가 단시간 사이에 기울기를 바꿀수가 없게되고, 광빔의 전환 시점에서의 시간적 손실이 생겨, 또한 이때, 반사면의 진동에 의해 반사광이 안정되지 않고, 또다시 회동 미러(50)와 모터(5l) 및 그 제어 장치도 매우 고가인 등의 결점이 있었다.

본 발명은 이상과 같은 사정을 감안하여 이루어진 것이며, 제1의 목적은, 광학계를 대형화하는 일없이 바코드가 판독창(12)에 어머한 방향으로 놓여져도 바코드를 고정밀도로 읽을 수 있는 정치식 홀로그램 스캔너의 제공에 있다.

본 발명의 제2의 목적은, 광학계의 주요 부품을 장치의 한쪽의 기울어지는 부분에 수납함으로써, 다른쪽의 단면적을 가급적으로 적게하여 오퍼레이터가 무리없이 자연스러운 자세로 앉아서 조작할 수 있는 정치식홀로그램 스캐너의 제공에 있다.

본 발명의 제3의 목적은, 간단한 구성 더욱 단순한 동작으로 하고, 1개의 광빔을 복수의 광빔으로 전환 할 수 있는 광빔 전환장치를 사용함으로써, 고정밀도 또한 고신뢰성의 정치식 홀로그램 스캐너의 제공을 목적으로 한다.

본 발명의 이들 및 다른 목적은 첨부된 도면을 참조하여 이하에서 상세히 기술된 것으로부터 더욱 완전히 명백해질 것이다.

제1도 내지 제3도 본 발명의 한 실시예에 의한 정치식 홀로그램 스캐너를 도시한다.

각 도면에 있어서 참조번호(1)은 레이저 발진기, (2)는 광빔, (20)은 미러, (21)은 렌즈, (22)는 광범(2)을 시분할 방식으로, 상,중,하의 3 단으로 나누는 빔스프리터, (23)은 3단으로 나누어진 광범(2)을 각각 소정의 방향으로 반사 또는 투과시켜 서 유도하는 프리즘 미러, (24,24,24)는 프리즘 미러(23)에서의 광빔을구멍을 갖는 미러(25,25,25)의 각 구멍의 방향으로 각각 반사시키는 미러, (7)은 후기하는 판독창(27)의 면에 대해서 회전축을 평행하게 배치한 홀로그램 디스크, (17)은 홀로그램 디스크(7)을 회전시키기 위한 모터, (26)은 각 구멍을 갖는 미러(25,25,25)의 구멍을 통과한 광빔을 판독창(27)방향으로 반사시키는 미러,(27)은 그 상측에 상품의 바코드가 놓여지는 관독창,(13)은 판독창(27)위에 투사된 주사선, (28a)는 바코드(도시하지 않음)에서 반사된 산란광의 일부, (28b)는 홀로그램 디스크(7)상의 홀로그램 렌즈(상기 종래의 예와 같이 홀로그램 디스크(7)상에 복수 설치되어 있으나, 도시는 생략)로서 집광된 산란광,(29,29,29)는 산란광(2b)을 수광하여 전기신호로 변환하는 광전 변환장치이다.

또한, 이상의 각 부재중, 판독창(27)이외의 부재는 케이스(31)에 수납되고, 판독창(27)은 케이스(31)의 상측면에서 구멍으로서 설치되어져 있다. 또한, 케이스(31)내에 수납되어 있는 각 부재는, 케이스(31)의 한측면으로 기울어짐을 다른쪽의 오퍼레이터 위치(30)쪽의 부분(31b)에서 대단면으로 한 부분(31a)에 집중하여 수납되어 있다.

또한 이상과 같은 구성에 있어서, 상기 레이저 발진기(1), 미러(20), 렌즈(21), 빔스프리터(22), 프리즘미러(23) 및 미러(24)가, 바코드를 판독하는데 필요한 광빔의 주사방향의 수와 동수의 광빔의 각각을 홀로그램 디스크(7)의 서로 다른 소정의 위치의 홀로그램 렌즈에 입사하는 광빔 입사장치(34)를 구성하고 있다.

제2도는 빔스프리터(22)의 구성을 도시하는 개략도, 제3도는 빔스프리터(22)의 광범의 전환상태를 도시하는 개략도이다.

제2도 및 3도에 있어서,(220)은 회전 미러이며,(22m)은 회전 미러(220)를 소정 속도로 회전시키는 모터,(23)은 프리즘 미러이다.

회전미러(220)는, 그 포면의 반사면이 60。씩 6등분되어 있고, 각각 대향하는 2면씩의 3조의 반사면(22a,22b,22c)가 회전축에 수직이며 또한 회전축의 축길이 방향에 있어서 높이의 위치가 다르도록 구성되어 있다.

따라서, 입사광 빔(2)의 회전 미러(220)의 반사면어에 입사하면, 이 입사광 빔(2)이 어느 반사면(22a,22b,22c)에 의해 반사되느냐에 의해 반사 위치가 다르다(광빔 (2)의 광로 길이가 다르다). 따라서 회전 미러(220)의 회전에 따라 시분할적으로 1개의 입사광빔(2)이 3개의 평행한 빔(2a,2b,2c)으로 전환하게 된다.

그래서, 3개의 평행한 빔(2a,2b,2c)은 양측의 빔(2a,2c)이 프리즘 미러(23)의 양측면의 미러면(23a,23c)으토 입사되고 반사되어 각각 구멍을 갖는 미러(25,25)방향으로, 중앙의 빔(2b)이 프리즘 미러(23)의 전면의 프리즘면(231b)으로 입사되고, 그대토 투과하여 구멍을 갖는 미러(25)방향으로 직진한다.

다음으로, 광학계의 기본구조를 제4A 및 4B도에 의거하여 설명한다. 제4A도에 있어서, 홀로그램 디스크(7)배면의 광학계는, 홀로그램 디스크(7)를 저면으로 하고, 각 홀로그램 렌즈(6,6,…)의 집광위치 D를 정점으로한 원추로서 표시할 수가 있다. 홀로그캠 디스크(7)의 3점 A,B,C에 입사한 광빔(2)은, 홀로그램 디스크(7)를 회전시키면, 입사점, A,B,C에 있어서 각각 홀로그램 디스크(7)의 원주방향으토 편향되기 때문에, 제4B도에 도시하는 것과 같이, 집광점 D을 포함하는 홀로그램 디스크(7)와 평행한 평면(33)내에 있어서, D를 중심으로 A1,A2,B1,B2,C1,C2의 방향이 주사선을 발생시킨다. 이들의 주사선의 교각은, <AOB, <BOC와 같으므로, 이 각도를 바꾼다. 즉 입사위치 A,B,C를 바꿈으로써 용이하게 교각을 선택할수가 있다.

제4b도에 있어서는, 각 방향의 주사선을 각각 1개씨 도시하고 있으나, 동일 방향의 주사선을 복수 발생시키면, 종래의 기술과 같이 집광점 D가 예컨대 홀로그램 디스크(7)의 지름방향(제4a도 상의 H방향)으로 다른 홀로그램 렌즈를 필요한 수만큼 홀로그램 디스크(7)상에 구비해두면 좋다.

이와같은 광학계를, 미러(26)에 의해 판독창(27)의 중심 D1에서 홀로그램 디스크(7)의 중심 0과 집광점D을 연결하는 선분 OD로 내려진 수선발 E을 중심으로 하여 90。구부린다. 그래서, 판독창(27)상의 점 D₁의 점 E로부터의 거리를 점 E에서 D까지의 거리와 같도록 설정하여 둠으로써, 판독창(27)상에 광빔의 주사면이 형성된다. 따라서, 주사선의 방향의 수와, 흘로그랭 디스크(7)로의 광빔(2a,2b,2c)의 입사위치의 수는 일치한다.

이하 본 발명 장치의 동작에 대해서 설명을 하기로 한다. 레이저 발진기(l)로부터 조사된 광빔(2)은, 미러(20)에 의해 구부러져, 렌즈(21)를 투과하고, 빔스프리터(22)로 향한다. 여기에서 빔스프리터(22)는 모터(22m)에 의해 희전되고 있으므로, 그 속도에 의하여, 어떤때는 미러(22a), 어떤때는 미러(22b), 어떤때는 미러(22c)의 상대로 각단의 미러에서 광빔(2)이 반사되므로,3개의 평행한 반사빔(2a,2b,2c)이 시분할로 얻어진다. 이들의 반사빔(2a,2b,2c)은, 프리즘 미러(23)의, 미러면(23a), 프리즘 포면(23b), 미러면(23c)에 각각 입사한다, 하면 광빔(2a,2c)은 미러면(23a,23c)에 의해 반사되고, 광빔(2b)은 프리즘 미러(23)내를 투과하여 각각 화살표 A,B,C의 방향으로 진행한다. 이들 광빔은 미러(24)에서 반사되고, 각각 구멍을갖는 미러(25,25,25)의 (25a,25b,25c)를 통과하여, 홀로그램 디스크(7)상의 홀로그램 렌즈에 입사한다. 홀로그램 렌즈에 의해 희절왼 광빔(2)은 미러(26)에 의해 반사되고, 판독창(27)에서 집광되고, 판독창(27)상을 통과한 바코드에 반사하여서 산란광(28)이 된다. 산란광(28a)은(단, 산란광은 본래, 홀로그램 렌즈에의해 회절된 광빔(2)의 수만큼, 그들의 광측을 따라서 발생하나, 도면을 간략화하기 위해 단지 하나의 산란광(28a)만을 도시함) 광빔(2)과는 반대인 역경로를 거쳐서 홀로그램 렌즈에 입사하여, 구멍을 갖는 미러(25)에 의해 반사되고, 광전 변환장치(29)상에 집광되어서 전기 신호로 변환된다.

제5도는 본 발명의 제2의 실시예를 도시하는 빔스프리터(22)의 개략도이다. 이 제2의 실시예에 있어서, 빔스프리터(22)는 광투과성의 물질, 예컨대 프러즘 등의 투과성 희전체(221)로 형성되고 있는 것외에는 상기, 제2도에 도시한 빔스프리터와 동일한 구성이다. 따라서, 제2도에 있어서 각 반사면(21a,22b,22c)는 이 실시예에서 예컨대 각각 광투과면(221a,221b,221c)과 대응한다.

이와같이 구성된 빔스프리터(22)는, 입사광 빔(2)을 투과면(221a)에 입사시켰을때, 입사광 빔(2)은 투과면(221a)의 A점에서 굴절하고, 투과성 회전체(221)를 통한후, 투과면(221d)에서 또다시 굴절하여 빔(23a)으로 된다. 다음으로, 투과성 회전체(221)를 60^o회전시켜, 입사광 빔(2)을 투과면(221b)에 입사시켰을때, 입사광 빔(2)은 투과면(221b)의 B점에서 굴절하고, 투과성 희전체(221)를 통한후, 투과면(221d)에서 또다시 굴절하여 빔(23b)이 된다. 또다시, 투과성 회전체(221)를 60°회전시켜, 입사광 빔(2)을 투과면(221c)에 입사시켰을때, 입사광 빔(2)은 투과면(221C)의 C점에서 굴절하고, 투과성 회전체(221)를 통한후, 투과면(221d)에서 또다시 굴절하여 빔(23c)으로 된다. 이와같이 투과성 회전체(221)를 모터(22m)로 회전시킴으로서 3의 평행한 광빔(23a,23b,23c)으로 전환할 수 있도록 한다.

또한, 광빔(23a,23b,23c)은 상기 실시예와 같이 프리즘 미러(23)방향으로 직접, 또는 미러 등으로 반사시킨 위에서 간접적으로 투사된다.

제7도는 본 발명의 제3의 실시예의 빔스프리터(23)를 도시하는 개략도, 제8도는 제7도에서 빔스프리터(22)의 회전 미러(222)의 구성을 도시하는 측면도, 제9도는 제8도에서 도시된 회전 미러(222)의 동작 상태를 도시하는 개략도이다.

(2)는 입사광 빔, (222)는 회전 미러도, 이 회전 미러(222)는 그 회전축을 중심으로 하여 방사상으로 본할 배치된 3개의 반사면(222a,222b,222c)를 갖고 있다.(3)은 반사광 빔,(22m)은 이 회전 미러(222)를 소정의 속도로 회전시키는 모터이다.

회전 미러(222)는 제7도, 8도에서 도시하는 바와같이 반사면이 120°씩 분할되어, 각각 경사가 다른 3개의 반사면(222a,222b,222c)으로 성되어 있고, 모터(22m)에 의해 일정속도로 회전된다.

제9도에 있어서, 이제 입사광 빔(2)이 반사면(222a)에 입사하였을때, 입사광 빔(2)은 반사면(222a)상의 A점에서 반사의 법칙에 따라서 반사한 반사광 빔은(23a)로 된다. 다음에, 회전 미러(222)가 120°희전하면, 입사광 빔(2)은 반사면(222b)에 입사한다. 이때, 입사광 빔(2)은 반사면(222b)의 B점에서 반사하고, 반사광 빔은(223b)로 된다. 또다시 회전 미러(222)가 120°회전하면, 입사광 빔(2)은 반사면(222c)에 입사한다.

이때, 입사광 빔(2)은 반사면(222c)상의 C점에서 반사하여, 반사광 빔(22⒦)으로 된다. 이와같이, 회전미러(223)를 모터(22m)토 회전시킴으로써, 1개의 광빔(2)을 각각 방향이 다른 3개의 반사광 빔(23a,23b,23c)으로 전환할 수가 있다.

또한, 상기한 빔스프리터(22)를 구성하는 회전 미러(222)를 투과성의 프러즘 동으로 구성한 경우에도, 각각 경사가 다른 각면(222a,222b,222c)에서 입사한 광빔에서는 각각 입사면(222a,222b,222c) 및 출사면(222d)에서 소정의 굴절룰로 각각 굴절하므토, 방향이 다른 범(23a,23b,23c)으로서 전환할 수가 있다.

제10도는 본 발명의 제4의 실시예의 범스프리터(22)에 사용되는 투과성 회전체(223)의 구성을 도시하는 개략도, 제11도 및 12도는 동작 상태를 도시하는 개략도이다.

제10도, 11도, 12도에 있어서, (2)는 입사광 빔,(223)은 투과성 희전체,(23)은 투과광 빔, (22m)은 투과성 회전체(223)를 소정의 속도로 회전 구동하는 모터이다. 투광성 회전체(223)는 제10도에서 도시하는 바와같이 3개의 투과체(222a,222b,222c)가 회전축을 중심으로 하여 방사상으로 l20°씩 분할되어서 배치되고있다. 또한, 3개의 투과체(222a,222b,222c)는 굴절률이 n_l, n₂, n₃가 예컨대 1,5,1.7,1.9와 같이 서로 다르다,

제11도에 있어서, 입사광 빔(2)을 투과면(222a)에 입사시켰을때, 입사광 빔(1)은 굴절룰 n₁의 투과체(222a)의 표면의 A점에서 굴절하여, 투과체(222a)를 통한후, 투과체(222a)이면의 B점에서 또다시 굴절하여 빔(23a)으로 된다. 다음에, 투광성 회전체(222)를 120°회전시키고, 입사광 빔(2)를 굴절률 n₂의 투과체(222b)의 표면의 A점에서 굴절하고, 투과체(222b)를 통한후, 투과체(222b)의 이면의 C점에서 또다시 굴절하여 빔(23b)으로 된다. 또다시, 투광성 회전체(222)를 120°회전시켜, 입사광 빔(2)을 굴절룰 n₂의 투과체(222c)에 입사시켰을때 입사광 빔(2)은 투과체(222c)의 표면의 A점에서 굴절하여, 투과체(222c)를 통한후, 투과체(222c)이면의 D정에서 또다시 굴절하여 빔(23c)으로 된다. 이와같이 투광성 회전체(222)을 모터(22m)로 회전시킴으로서 입사광 빔(2)을 3개의 광빔(23a,23b,23c)으로 전환할 수가 있게 된다

제11도에서 굴절룰 n, 입사각 α, 투과체 두꼐 d, 굴절각 β라 하였을때의 반사광 빔의 변위량 X의 관계도를 도시한다.

굴절룰의 원리식은

sin

=n·sinβ

이며, 이 식으로부터 빔 변위량 X는

굴절률차

n에 의한 빔 변위량

x은

광학 유리의 굴절률은 그 조성에 의해 1.45 내지 1.95정도의 폭이 있으므로, 투과체 두께 d, 투과체(222a,222b,222c)의 굴절률 n_l, n₂, n₃및 광빔의 입사각 α을 각각 적합하게 선택 설정함으로써, 1개의 입사광빔(2)을 평행한 3개의 광빔(23a,23b,23c)으로 전환할 수가 있다.

이상과 같은 본 실시예의 장치에서는, 광빔을 홀로그램 디스크에 입사하기 전에 다방향으로 나누도록 하고 있으며, 레이저 발진기와 홀로그램 디스크와의 사이의 광학계에, 그 방향수와 동수의 미러가 필요해지나, 그 광빔은 편향되어 있지 않으므로, 작은 미러이어도 좋고, 또 레이저 발진기와 홀로그램 디스크 간의 광학계가 대부분의 부품을 포함하고, 홀로그램 디스크와 판독창 간에는 1개의 미러를 설치하는 것만으로 만족하므로, 광학계의 대부분, 즉 레이지 발진기와 흘로그랭 디스크간의 광학계를 오퍼레이터가 위치하는 쪽과 반대쪽에 집중하여 설치하고, 광로 길이는 길어지나 단순화된 홀토그램 디스크와 판독창간의 광학계를 오퍼레이터 쪽에 설치할 수가 있고, 그결과 종래의 스캐너에 비해서, 폭 및 길이를 바꾸는 일없이, 오퍼레이터쪽 부분을 박형 구조로 할 수 있고, 오퍼레이터가 스캐너의 하측에 무릎(제4A도의 35참조)을 넣어서 조작을 하는, 말하자면 좌의 조작이 가능해진다.

또한 본 장치에서는, 홀로그램 디스크 전방의 광학계에는 다수이기는 하나, 작은 미러를 설치하면 좋고, 또한 홀로그램 디스크의 후방의 광학계에는 대형이기는 하나,1개의 미러를 설치하면 되고, 그 결과 여러방향의 바코드에 대해서 고정밀도를 읽을 수 있도록 하기 때문에, 주사선의 방향의 수를 증가시킨 경우에도, 장치가 대형화 및 중량이 증가하는 일은 없다.

또다시 본 장치에서는, 홀로그램 디스크에서 광범의 입사위치를 바꿈으로써, 용이하게 주사선이 각도(방향)을 바꿀 수가 있다

또한 본 장치에서는, 빔 스프리터의 스텝 부분의 반사면 또는 투과면의 형상 및 크기를 바꿈으로써, 각방향으로 전환하는 시간을 용이하게 변경할 수 있다.

또한 상기 실시예에서는 복수의 광빔을 다른 위치의 홀로그램 렌즈에 입사하는 경우에 내해서 실명을 하였으나, 본 발명은 1개의 광빔을 홀로그램 렌즈에 입사하는 경우에 대해서도 동일하게 척용되며, 이 경우도 주요 광학 부품을 오퍼레이터와 반대측에 배치하도록 하면, 스캐너의 박형화가 가능하다. 또한 상자의 대단면부는 상자의 상측면, 하측면, 양측면의 어느 한쪽만으로의 확대라도 좋다. 또다시 홀로그램 디스크는 판독창에 대해서 반드시 엄격한 의미에서 직각으로 설치할 필요는 없다.

또한 상기 실시예에서는 주사선 방향이 3방향인 예를 도시하였으나, 이 방향수는 임의로 선택된다. 또한 홀로그램 디스크(7)와 판독창(27)의 사이에 1개의 미러(26)를 사용한 예를 도시하였으나, 이것도 복수개의 미러를 사용하여 주사면상에서 다른 방향의 주사선을 얻을 수가 있으나, 청구의 범위에 기재한 주사방향이란 이 경우의 방향을 1방향으로 하여 정의하고 있으며, 물론 본 발명의 범위밖에서는 안된다. 또한 제2도에서는 판독창 상에서 집광한 예를 표시하였으나, 판독창에서 떨어진 점에 집광시켜서 주사선을 얻어도 좋다. 또한 프리즘 미러(23)는 미러를 조립하여 구성하여도 좋다. 또한 다시 광전 변환장치(29)로서, 입사빔과 같은 갯수로 설치한 예를 표시하였으나, 이것도 미러의 조합등으로 어떤 모양의 수, 배열도 선택이 가능하다.

본 발명은 본 발명의 기본적인 특성의 사상을 벗어나지 않는 한은 여러 형태로 실체화될 수 있으므로, 본 실시예는 그러므로 설명을 위한 것이지 제한적인 것이 아니며, 본 발명의 사상은 상술된 것보다는 오히려 첨부된 청구범위에 의해 한정되어지므로, 청구범위의 한계내에서나 또는 이러한 한계에 상당하는 모든 변형은 청구범위내에서 이루어져야 한다.

Claims

광빔(2)을 편광하여 주사 대상의 바코드에 투사하기 위한 복수의 홀로그램 렌즈(6)가 원주상으로 설치된 홀로그램 디스크(7)를 갖춘 정치식 홀로그램 스캐너에 있어서, 바코드를 읽는데 필요한 광빔의 주사방향 수와 동수의 광빔 각각을 상기 홀로그램 디스크(7)의 서로 다본 소정치에 입사시키는 광빔 입사수단(22내지 25)을 구비한 것을 특징으토 하는 정치식 홀로그램 스캐너.
제1항에 있어서, 상기 광빔 입사 수단은, 그 희전축을 중심으로 하여 방사상으로 분할 배치되고 또한, 상기 희전축의 축길이 방향으로 높이가 서로 다르며 뒷쪽의 광출사면(221d)과 평행한 복수의 광투사면(221a 내지 221c)을 갖는 광투과성의 회전체(221)와, 상기 회전체(221)를 소정의 속도로서 회전 구동하는모터(23m)를 구비하며, 상기 각 광투과면(221a 내지 221c)에 입사한 입사광 빔(2)이 상기 희전체(221)를 투과할때의 광로 길이의 상위에 의한 각각의 상기한 회전체의 출사면(2221d)에서의 출사 위치가 서로 다름에 의해, 입사광 빔(2)을 평행하는 복수의 광빔으로 나누는 정치식 홀토그램 스캐너.
제1항에 있어서, 상기 광빔 입사 수단은, 그 회전축을 중심으토 하여 방사상으로 분할 배치되고, 또한 상기 회전축의 축길이 방향으로 서로 평행하며 높이가 다른 복수의 광반사면(22a 내지 22c)을 갖는 회전체(220)와, 상기 회전체(220)를 소정의 속도로서 회전 구동하는 모터(22m)를 구비하여, 상기 각각의 광반사면(22a 내지 22c)에 입사한 입사광 범(2)이 반사될때 반사면까지의 광로 길이의 상위에 의해, 입사광범(2)를 평행하는 복수의 광빔으로 나누는 정치식 홀로그램 스캐너.
제1항에 있어서, 상기 광빔 입사 수단은, 그 회전축을 중심으로 하여 방사상으로 분할 배치되고, 또한 각각 굴절률이 다른 복수의 광투과체(223a 내지 223c)에서 구성된 광투과성의 회전체(223)와, 상기 회전체(223)를 소정의 속도로서 희전 구동하는 모터(22m)를 구비하며, 상기 각각의 광투과체(223a 내지 223c)에 입사한 광빔(2)의 상기 광투과체로의 입사시 및 각 광투과체로부터의 출사시의 굴절각도의 상위에 의해, 입사광 빔(2)을 평행하는 복수의 광빔으토 나누는 정치식 홀로그램 스캐너.
제1항에 있어서, 상기 광빔 입사 수단은, 그 회전축을 중심으로 하여 방사상으로 분할 배치되고, 또한 상기 회전축의 지름방향의 경사각이 서로 다른 복수의 광투과면(222a 내지 222c)을 갗는 광투과성의 희전체(222)와, 상기 회전체(222)를 소정의 속도토 회전 구동하는 모터(22m)를 구비하고, 상기 각 광투과면(222a 내지 222c)에 입사한 빔(2)이 상기 회전체(222)를 투과할때의 굴절각의 상위에 의한 각각의 상기 회전체(222)로부터의 출사 방향의 상위에 의해, 입사광 빔(2)을 복수 방향의 광빔으로 나누는 정치식 홀로그램 스캐너.
제1항에 있어서, 상기 광빔 입사 수단은, 그 회전축을 중심으로 하여 방사상으로 분할 배치되고, 또한 상기 회전축의 지름방향의 경사각이 서로 다른 복수의 광반사면(222a 내지 222c)을 갖는 회전체(222)와, 상기 회전체(222)를 소정의 속도로 희전 구동하는 모터(22m)를 구비하고, 상기 각각의 광반사면(222a내지 222c)에 입사한 입사광 빔(2)이 반사될때 반사각의 상위에 의해, 입사광 빔(2)을 복수방향의 광빔으로 나누는 정치식 흘로그램 스캐너.
제1항에 있어서, 케이스(31)의 오퍼레이터가 위치하는 쪽(30)과는 대향하는 쪽 부분(31a)의 단면적을 오퍼레이터가 위치하는 쪽 부분(31b)의 단면적보다 크게 형성하고, 상기 케이싱(31)의 대단면적의 부분에, 상기 광빔 입사 수단(22 내지 25)을 포함하는 주요 광학 부품을 수납한 정치식 홀로그램 스캐너.
제1항에 있어서, 상기 주요 광학 부품이, 1개 또는 복수개의 광빔을 상기 흘로그램 렌즈(6)에 입사하는 상기 광빔 입사 수단(22 내지 25)과, 상기 바코드의 판독창(27)에 대해서 거의 직각으로 배치된 상기 홀로그램 디스크(7)와, 상기 바코드로부터 반사되고 상기 홀로그램 렌즈(6)에 의해 집광된 산란광(286)을 전기신호로 변환하는 광전 변환장치(29)로 구성되어 있는 정치식 홀로그램 스캐너.
제8항에 있어서, 상기 광빔 입사 수단은, 그 회전축을 중심으로 하여 방사상으로 분할 배치되고, 또한 상기 회전축의 축길이 방향으로 높이가 서로 다르고 뒤쪽의 광출사면(22ld)과 평행한 복수의 광투과면(221a 내지 221c)을 갖는 광투과성의 회전체(221)와, 상기 회전체(221)를 소정의 속도로 회전 구동하는 모터(22m)를 구비하고, 상기 각각의 광투면(221a 내지 221c)에 입사한 입사광 빔(2)이 상기 회전체(221)를 투과할때의 광로 길이의 상위에 의한 각각의 상기 회전체(221)의 출사면(221d)에서의 출사 위치의 상위에 의해, 입사광 빔(2)을 평행한 복수의 광빔(2)으로 나누는 정치식 홀로그램 스캐너.
제8항에 있어서, 상기 광빔(2) 입사 수단은, 그 회전축을 중심으로 하여 방사상으로 분할 배치되고, 또한 상기 회전축의 축길이 방향으로 서로 평행하며 높이가 다른 복수의 광반사면(22a 내지 22c)을 갖는 회전체(220)와, 상기 회전체(220)를 소정의 속도로 희전 구동하는 모터(22m)를 구비하고, 상기 각각의 광반사면(22a 내지 22c)에 입사한 입사광 빔(2)이 반사될때 상대적 반사 위치의 상위에 의해, 입사광 빔(2)을 평행한 복수의 광빔으로 나누는 정치식 홀로그램 스캐너.
제8항에 있어서, 상기 광빔(2) 입사 수단은, 그 회전축을 중심으로 하여 방사상으로 분할 배치되고, 또한 각각 굴절률이 다른 복수의 광투과체(223a 내지 223c)로서 구성된 투광성 회전체(223)와, 상기 회전체(223)를 소정의 속도로 회전 구동하는 모터(22m)를 구비하고, 상기 각 광투과체(223a 내지 223c)에 입사한 입사광 빔(2)의 상기 각 광투과체(223a 내지 223c)로의 입사시 및 각각의 광투과체(223a 내지 223c)로부터 출사시의 굴절각도의 상위에 의해, 입사광 빔(2)을 평행하는 복수의 광빔으로 나누는 정치식 홀로그램스캐너.
제8항에 있어서, 상기 광빔 입사 수단은, 그 회전축을 중심으로 하여 방사상으로 분할 배치되고, 또한 상기 회전축의 지름 방향의 경사각이 서로 다른 복수의 광투과면(222a 내지 222c)을 갖는 광투과성의 회전체(222)와, 상기 회전체(222)를 소정의 속도로 희전 구동하는 모터(22m)를 구비하고, 상기 각각의 광투과면(222a 내지 222c)에 입사한 입사광 빔(2)이 상기 회전체(222)를 투과할때의 굴절각의 상위에 의한 각각의 상기 회전체(222)로부터의 출사방향의 상위에 의해, 입사광 빔(2)을 복수 방향의 광빔으로 나누는 정치식 홀로그램 스캐너.
제8항에 있어서, 상기 광빔 입사 수단은, 그 회전축을 중심으로 하여 방사상으로 분할 배치되고, 또한 상기 회전축의 지름 방향의 경사각이 서로 다른 복수의 광반사면(222a내지 222c)을 갖는 회전체(222)와, 상기 회전체(222)를 소정의 속도로 회전 구동하는 모터(23m)를 구비하고, 상기 각각의 광반사면(22a내지 22c)에 입사한 입사광 빔(2)이 반사될때 반사각의 상위에 의해, 입사광 빔(2)을 복수 방향의 광빔으로나누는 정치식 홀로그램 스캐너.
제1항에 있어서, 상기 주요 광학 부품이, 1개 또는 복수개의 광빔을 상기 홀로그램 렌즈(6)에 입사하는 상기 광빔 입사 수단(22 내지 25)과, 상기 바코드의 판독창(27)에 대해서 거의 직각으로 배치된 상기 홀로그램 디스크(7)와, 상기 바코드로부터 반사되고 상기 홀로그램 렌즈(6)에 의해 집광된 산란광(28b)을 전기신호로 변환하는 광전 변환장치(29)로 구성되고, 상기 홀로그램 디스크(7)와 상기 판독창(27)과의 사이의 광학계가 1개의 반사경(26)으로 구성되어 있는 정치식 홀로그램 스캐너.
제14항에 있어서, 상기 광빔(2)입사 수단은, 그 희전축을 중심으로 하여 방사상으로 분할 배치되고, 또한 상기 회전축의 축길이 방향으로 높이가 서로 다르며 뒷쪽의 광출사면(221d)과 평행한 복수의 광투과면(221a 내지 221c)을 갖는 광투과성의 회전체(221)와, 상기 회전체(221)를 소정의 속도로 회전 구동하는모터(23m)를 구비하고, 상기 각각의 광투과면(221a 내지 221c)에 입사한 입사광 빔(2)이 상기 회전체(221)를 투과할때 광로 길이의 상위에 의한 각각의 상기 희전체(221)의 출사면(221d)으로부터의 츌사 위치의 상위에 의해, 입사광 빔(2)을 평행하는 복수의 광빔으토 나누는 정치식 홀로그램 스캐너.
제14항에 있어서, 상기 광빔 입사 수단은, 그 회전축을 중심으로 하여 방사상으로 분할 배치되고, 또한 상기 회전축의 축길이 방향으로 서로 평행하며 높이가 다른 복수의 광반사면(22a 내지 22c)을 갖는 회전체(220)와, 상기 회전체(220)를 소정의 속도로 회전 구동하는 모터(23m)를 구비하고, 상기 각각의 광반사면(22a 내지 22c)에 입사한 입사광 빔(2)이 반사필때의 상내적 반사 위치의 상위에 의해, 입사광 빔(2)을 평행하는 복수의 광빔으로 나누는 정치식 홀로그램 스캐너.
제14항에 있어서, 상기 쾅범 입사 수단은, 그 희전축을 중심으로 하여 방사상으로 분할 배치되고, 또한 각각 굴절률이 다른 복수의 광투과체(223a 내지 223c)에서 구성된 투광성 회전체(223)와, 상기 회전체(223)를 소정의 속도로 회전 구동하는 모터(23m)를 구비하고, 상기 각각의 광투과체(223a 내지 223c)에 입사한 입사광 빔(2)의 상기 각각의 광투과체(223a 내지 223c)로의 입사시 및 각각의 광투과체(223a 내지223c)로부터의 출사시의 굴절각도의 상위에 의해, 입사광 빔(2)을 평행하는 복수의 광빔으로 나누는 정치식흘로그랭 스캐너.
제14항에 있어서, 상기 광빔(2) 입사 수단은, 그 회전축을 중심으로 하여 방사상으로 분할 배치되고, 또한 상기 희전축의 지름 방향으로 경사각이 서로 다른 복수의 광투과면(222a 내지 222c)을 갖는 광투과성의 회전체(222)와, 상기 희전체(222)를 소정 속도로 회전 구동하는 모터(23m)를 구비하고, 상기 각각의 광투과면(222a 내지 222c)에 입사한 입사광 빔(2)이 상기 회전체(222)를 투과할때 굴절각의 상위에 의한 각각의 상기 회전체(222)로부터 출사방향의 상위에 의해, 입사광 빔(2)을 복수 방향의 광빔으로 나누는 정치식 홀로그램 스캐너.
제14항에 있어서, 상기 광빔 입사 수단은, 그 회전축을 중심으로 하여 방사상으로 분할 배치되고, 또한 상기 회전축의 지름 방향의 경사각이 서로 다른 복수의 광반사면(222a 내지 222c)을 갖는 회전체(222)와, 상기 회전체(222)를 소정의 속도로 회전 구동하는 모터(23m)를 구비하고, 상기 각각의 광반사면(22a내지 22c)에 입사한 입사광 빔(2)이 반사때 반사각의 상위에 의해, 입사광 빔(2)을 복수 방향의 광빔으로 나누는 정치식 홀로그램 스캐너.