JPH01134327A - 光ビーム走査型読み取り装置 - 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】 〔（既要］ 光ビームを走査して走査面上に照射し、その反射散乱に
よる戻り光を検出することにより光学的情報を読み取る
光ビーム走査型読み取り装置に関し、 部品点数を減少することにより装置全体をコンパクト、
小型にすることを目的とし、 光ビームの走査による読み取り光と該読み取り光による
走査面上での散乱反射信号光とを、複数個のピークを有
するビームパターンに結像する結像特性を有する光学系
により分離するように構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、光ビームを走査して走査面上に照射し、その
反射散乱による戻り光を検出することにより光学的情報
を読み取る光ビーム走査型読み取り装置に関する。

〔従来の技術］ 従来の光ビーム走査型読み取り装置の光学系全体を第９
図に示す。

第９図において、光源（例えば、レーザビーム光［）１
からのビームはレンズ６により平行光になり、孔あきミ
ラー３の孔４を通して走査光学系７に導かれる。走査光
学系７は一般に、第１０Ａ図に示す如く回転ホログラム
ディスク１１を用いたホログラム方式、あるいは第１０
Ｂ図に示す如く回転ポリゴンミラー１５を用いたミラ一
方式がある。

ホログラムディスク１１は公知の如く複数個のホログラ
ムファセット１３ａ、１３ｂ・・・を有し、ホログラム
ディスクの回転に伴いホログラムファセットに順次ビー
ムが当たることによりその回折方向が変化し、それによ
り矢印Ａ方向にビームを走査するものである。又、ポリ
ゴンミラー１５はその外周に多面鏡を有し、その回転に
伴い反射方向を変化させ同様に矢印Ａ方向にビーム走査
を行うものである。尚、第１０Ｂ図において１７は集光
レンズである。

上記いずれの方法においても、走査面９（第９図）から
の反射信号光は往路と同一の光路を辿って光源に戻って
しまい、それでは信号光として検出出来ないので、これ
を読み取り光１０１から分離する必要がある。この信号
光の分離のために上述の孔あきミラー３が設けられてい
る。即ち、ビームは走査面９において散乱、反射される
から、その散乱光の一部１０３を孔あきミラー３のミラ
ー面３ａにより光源と異なる方向に反射させ、これをレ
ンズ８を用いてその収束点に置いた光検出器５により検
出する。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかるに、上述の如き従来方式では孔あきミラーやレン
ズが必須の部品であり、部品点数増大の一因となってい
た。また、光源、光検出器を含めた光学系全体がかなり
のスペースを必要とし、装置のコンパクト化の妨げとな
っていた。

本発明の目的はこのような従来技術の問題点を解消すべ
く、部品点数を減少することにより装置全体をコンパク
ト、小型にすることにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記の目的を達成するために本発明にかかる光ビーム走
査型読み取り装置は、光ビームの走査による読み取り光
と該読み取り光による走査面上での散乱反射信号光とを
分離する光学系を有し、該光学系は１つのピークを有す
るビームを″？ｊｆ数個のピークを有するビームパター
ンに結像する結像特性を有することを構成上の特徴とす
る。

〔作用〕

読み取り光は走査面上で複数個のピークを有するビーム
パターンとなり、そのピークの１つを走査光となすこと
により該走査光の走査面からの反射散乱光を信号光とす
る。この信号光は分離光学系により分離され、光源とは
異なる位置に結像する。この結像位置に光検出器を置く
ことにより、信号光を検出出来る。余分なピークビーム
はマスク等により遮断することが出来る。

〔実施例］ 以下、添付図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明
する。

第１図は本発明の基本構造を示す。

同図において、（Ａ）は読み取り光の結像状態を示し、
本発明によれば、光源（例えばレーザビーム）２１から
のビーム（１つのピークのあるビームパターン）を走査
面９上で２個のピークのあるビームパターンに結像する
２点結像素子２５が用いられる。その中の１つのピーク
が読み取り光１１１　として用いられ、不要のピーク１
１３は例えばマスク２７によりカットされる。

第１図（Ｂ）は信号光検出の様子を示す。読み取り光（
走査光）１１１は走査面（例えばバーコード）９上で散
乱反射され、その反射散乱光１１５が信号光として用い
られる。

信号光１１５は２点結像素子２５に向かって逆行し、そ
れによりその一部１１５ａは光源２１に戻され、一部１
１５ｂは光源とは異なる点に結像される。従って、ビー
ム１１５ｂの結像位置に置かれたそれ自体公知の光検出
器（ホト・ダイオード等）２３により信号光が検出され
る。尚、信号光の検出方法自体は公知であり、また本発
明の直接の対象ではないので詳細な説明は省略する。

第１図（Ｃ）は第１図（Ａ）、　（Ｂ）に示す読み取り
光の結像と信号光の検出とを併せて示すものである。

本発明は第１０Ａ図に示すホログラム方式、及び第１０
Ｂ図に示すミラ一方式の何れにも適用し得るものである
。

第２図はホログラムディスクを用いて本発明の光学系を
実現した場合の実施例を示す。

第２図における光学系において、ホログラムレンズ３３
とホログラムディスク３１とを組合せ、光源（例えば、
半導体レーザ）２１からのビームをホログラムレンズ３
３により所定方向に回折しホログラムディスク３１の回
転によりビームを所定方向に走査する、所謂ホログラム
スキャナに光検出器２３が付設されている。図示実施例
では、ホログラムレンズ３３は前述の２点結像特性を有
するもので、１つのピークを有するビームを２個のピー
クを有するビームパターンに結像する。そのような特性
を有するホログラムの作成方法については後述する。

尚、ホログラムディスク３１は通常の回折特性を有する
、即ち、１つのピークを有するビームパターンを１つの
ピークを有するビームパターンに結像するものである。

即ち、同図において、光源２１からのビーム１２１はホ
ログラムレンズ３３により２個のピークを有するビーム
１２３ａ　、　１２３ｂに回折され、夫々がホログラム
ディスク３１により所定方向に回折され、例えばその１
次回折光１２４ａ　。

１２４ｂとなる。尚、図中、１２４ａ’　＋　１２４ｂ
’は夫々のビーム１２３ａ　、　１２３ｂの透過光（０
次光）であるが、ここでは考慮する必要がない。

ビーム１２４ｂは不要であるので前述の如くマスク２７
によりカットされる。ビーム１２４ａの反射信号光１２
５はホログラムディスク３１により往路と対称的に回折
され、その回折光１２５′はホログラムレンズ３３によ
り２つのピーク、即ちビーム１２７ａ。

１２７ｂに回折分離される。即ち、ビーム１２７ａは光
源２１に戻り、ビーム１２７ｂは光検出器２３に導かれ
る。

斯くして、信号光１２５を光検出器２３により検出する
ことが出来る。

第３図はホログラムレンズの代わりにホログラムディス
ク３１に本発明にかかる上述の回折特性を持たせたもの
で、この場合にはホログラムレンズ３３は通常の回折特
性を有する。

第３図においては、１つのピークが２つのピーク（ビー
ム）に分離されるのはホログラムレンズではなくホログ
ラムディスク３１である点を除き基本的には第２図の場
合の作用と同様であるので説明を省略する。

尚、第２．３図において、ホログラムディスク３１の回
転軸心はＸで示されている。

第４Ａ〜第４Ｃ図は２点結像回折特性を有するホログラ
ム（ホログラムディスク３１またはホログラムレンズ３
３）の作成方法を示す。

本発明にかかるホログラムの回折特性は基本的にはホロ
グラム乾板に複数個の点光源からの干渉光により多重水
ログラフイック露光すればよい。

即ち、第４Ａ図においては、物体波１５１を共通にして
２種類の参照波（球面波）　１５３ａ　、　１５３ｂを
用いて第２図に示すホログラムレンズ３３を作成する。

即ち、参照波の入射角を少しだけずらして二重露光すれ
ばよい。

これに対し、第４Ｂ図は参照波１５３を共通にし、物体
波１５１ａ　、　１５１ｂの入射角を少しだけずらして
二重露光する場合である。第４Ａ図と全く同様の作用、
効果を呈する。

第４Ｃ図は上記の結像特性を有する第３図に示すホログ
ラムディスク３１を作成する場合の例を示す。同図にお
いてもホログラムレンズの場合と全く同様に例えば、参
照波（球面波）１５３を共通にして、傾きの異なる物体
波（球面波）１５１ａ、１５１ｂにより二重露光するも
のである。

ホログラムの二重露光方法自体は公知である。

第５図は本発明を第１０Ｂ図に示すポリゴンミラ一方式
に通用する場合に好適の実施例を示す。

即ち、第５図に示す如き非球面レンズ６０（２個の凸レ
ンズを組合せたものに相当）を用いても単一のピーク（
ビーム）を２個（一般には複数個）のピークとして結像
させることが出来る。このような非球面レンズ６０によ
り第１０Ｂ図に示す如き回転ポリゴンミラー１５に複数
個のビームを入射することにより全く同様に本発明の読
み取り装置が実現出来る。

第６．７図は本発明の更に別の実施例を示す。

この実施例は第２図に示す実施例を変形したもので、光
の利用効率を更に高めることを企図した構成となってい
る。即ち、ホログラムレンズ３３は読み取り光の通過す
る領域３３Ａのみ上記の如き特別な結像特性を有し、そ
れ以外の領域３３Ｂでは走査面９からの反射信号光１２
５．１２５’を光検出器２３に集光せしめるような通常
の回折特性を付与したものである。これにより、さもな
ければ光源に戻ってしまうであろう反射信号光の一部を
光検出器２３に導くことが出来、光の使用効率の大幅な
増大が図れる。

第８Ａ〜８０図に第６．７図に示すホログラムレンズの
作成方法を示す。

基本的には第４Ａ〜第４Ｃ図と同様であるが、第８Ａ〜
８０図において、ホログラム乾板にホログラフィック露
光する際に領域３３Ａに相当する部分をマスクＭＡによ
り予じめかくして第８Ａ図に示す如く２種類の干渉光に
より露光する。次いで、領域３３Ｂに相当する部分をマ
スクＭＢによりマスクして同様に二重露光すればよい。

尚、第８８図は第４Ａ図に対応し、第８Ｃ図は第４Ｂ図
に対応する。

〔発明の効果〕

以上に記載した通り、本発明によれば、読み取り光と信
号光の分離を複数個のピークを有するビームパターンに
結像する光学系を用いて行うようにしたので、従来の如
き孔あきミラーやレンズを必要とせず、しかも光源と光
検出器を近接して配置することが出来るので部品点数の
少ないコンパクトな読み取り装置が実現出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る読み取り装置の原理を説明する図
、第２図は本発明に係る読み取り装置の一実施例を示す
図解図、第３図は本発明の別の実施例を示す図解図、第
４Ａ〜４０図は本発明に係るホログラムの作成方法を示
す図、第５図は二点結像素子の別の実施例を示す図、第
６図は本発明の更に別の実施例の読み取り装置を示す図
、第７図は第６図に示されるホログラムディスクを示す
図、第８Ａ図〜第８Ｃ図は第６，７図に示すホログラム
レンズの作成方法を示す図、第９図は従来の読み取り装
置を示す図、第１０Ａ図及び第１０Ｂ図は光を走査する
ためのホログラム方式及びミラー方式を説明する図。 ９・・・走査面、２１・・・光源、２３・・・光検出器
、２５・・・複数点結像光学素子。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 光ビームの走査による読み取り光と該読み取り光による
   走査面上での散乱反射信号光とを分離する光学系（２５
   ）を有し、該光学系は１つのピークを有するビームを複
   数個のピークを有するビームパターンに結像する結像特
   性を有することを特徴とする光ビーム走査型読み取り装
   置。