JPH02220019A - 情報読取装置 - 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】 産業上の利用分野 本発明は、バーコードリーダ等に用いられる情報読取装
置に関する。

従来の技術 従来、バーコードリーダ等に用いられる情報読取装置と
しては、例えば、特開昭５３−１１７３３３号に開示さ
れているように、集束型ホログラムディスクを用いたも
のがある。これは、レーザ光源から出射された光を集束
型ホログラムディスクに透過させ、その透過して集束さ
れた光を被照射面であるバーコード面に照射しその面の
走査を行った後、そのバーコード面により反射された光
を再び前記集束型ホログラムディスクに透過させ、これ
により集束した光を光検知器に検出させることによって
バーコード面に記録された情報の読取りを行っている。

また、このような集束型ホログラムディスクを用いた再
帰反射光学系による情報読取装置の他に、例えば、光走
査するホログラムと集束するホログラムとが同一である
帰還光学系により構成された情報読取装置もある。

発明が解決しようとする課題 これらの情報読取装置においては、いずれもホログラム
ディスクを用いており、このようにホログラムディスク
を用いたことによって、バーコード面に照射される照射
ビームの集束機能や、その途中の光路な反射ミラー等を
用いて変える偏向機能、さらには、バーコード面からの
再帰用の反射ビームの受光機能や、ラスク走査機能を複
合化し、これにより、Ｓ品点数の低減や読取りの信頼性
の向上などを実現することができる。しかし、このよう
な構成の装置においては、装置自体のコンパクト化に自
ずと限界があり、特に、薄型化する点において改善され
ていない。

また、上述したような従来の装置における照射ビームと
反射ビームとの光路分離手段の一般的な方法としては、
第１１図に示すように、中央部に大工の開けられた穴あ
きミラー２を照射ビームａの入射光路に対して傾けて配
設し、この状態で、その穴１に照射ビームａを通過させ
、反射ビームｂをその穴あきミラー２により反射させる
ことによって、その反射ビームｂの受光される光束の光
量を読取っている。しかし、この場合には、穴あきミラ
ー２の中央部に位置して穴１が設けられているため、受
光される光束の光量が最も高くなるその中央部の位置に
おける光束の大部分がケラしてしまい（ケラレ領域Ｐ）
、その結果、受光される光束の光量が減り光利用効率が
低下するという問題が生じる。

課題を解決するための手段 そこで、このような問題点を解決するために、請求項１
記載の発明は、半導体レーザにより出射された光を集光
された照射ビームに変換する第一集光レンズを設け、こ
の第一集光レンズを通過した前記照射ビームを整形する
ビーム整形部材を設け、前記照射ビームを偏向するホロ
グラムディスクを設け、中央部及びその周辺部に前記半
導体レーザからの照射ビームと前記被照射面からの反射
ビームとを分離する領域が形成された光路分離部材を設
け、この光路分離部材により分離された前記反射ビーム
を集光する第二集光レンズを設け、この第二集光レンズ
により集光された前記反射ビームを検出する受光素子を
設けた。

請求項２記載の発明は、半導体レーザにより出射された
光を集光された照射ビームに変換する第一集光レンズを
設け、この第−餉光レンズを通過した前記照射ビームを
整形するビーム整形部材を設け、前記照射ビームを偏向
するホログラムディスクを設け、このホログラムディス
クに入射する前後の前記照射ビームの光路を変える照射
光学系を設け、中央部及びその周辺部に前記半導体レー
ザからの照射ビームと前記半導体レーザからの照射ビー
ムとを分離する領域が形成された光路分離部材を設け、
この光路分離部材により分離された前記反射ビームを集
光する第二集光１／ンズを設け、この第二集光レンズに
より集光された前記反射ビ−ムを検出する受光素子を設
けた。

作用 請求項１記載の発明では、透過及び反射を行う領域を備
えた光路分離部材によって照射ビームと反射ビームとを
分離するようにしたので、従来の穴あきミラーを用いて
いたときに比べ反射ビームの受光量のケラレを少なくす
ることができる。また、レーザ光源として従来多く用い
られていたＨｅ−Ｎｅレーザの代わりに半導体レーザを
用い、その半導体レーザから出射された光をビーム整形
部材を用いてビーム整形を行うようにすることにより、
短焦点照射ビーム光学系においても読取深度を大きくと
ることができる。

また、請求項２記載の発明では、半導体レーザとホログ
ラムディスクと照射光学系とを組合せて用いることによ
り、装置を一層コンパクト化することができる。また、
透過及び反射を行う領域を備えた光路分離部材によって
照射ビームと反射ビームとを分離するようにしたので、
従来の穴あきミラーを用いていたときに比べ反射ビーム
の受光量のケラレを少なくすることができる。さらに、
レーザ光源として従来多く用いられていたＨｅ−Ｎｅレ
ーザの代わりに半導体レーザな用い、その半導体レーザ
から出射された光をビーム整形部材を用いてビーム整形
を行うようにすることにより、短焦点照射ビーム光学系
においても読取深度を大きくとることができる。

実施例 請求項１記載の発明の一実施例を第１図ないし第４図に
基づいて説明する。まず、情報読取装置の基本構成を第
１図に基づいて説明する。半導体レーザ３から出射され
た光は第一集光レンズ４により集光され照射ビームａに
変換され、この照射ビームａはビーム整形部材としての
マスク５によりビーム整形され、光路分離部材としての
部分反射ミラー６により反射される。ここでは、その部
分反射ミラー６は、第３図に示すように、その中央部に
照射ビームａとほぼ同径の面積をもつ反射部７が形成さ
れ、この反射部７の周囲全面に渡って透過部８が形成さ
れたものとなっている。従って、この場合、照射ビーム
ａはその部分反射ミラー６の反射部７により反射されそ
の光路を変えたものとなり、ホログラムディスク９に導
かれる。

このホログラノ、ディスク９は、第２図に示すように、
６つのセクター０からなっており、また、その下方に取
付けられたモーター１により高速回転されるようになっ
ている。そのホログラムディスク９は、各セクター０（
例えば、Ｓａ、Ｓｂ％Ｓさ Ｃ）ごとに回折角が異なっているため、これを透通した
照射ビームａはそれら各セクター０ごとに分離された光
路となる。そして、ホログラムディスク９を透過し複数
に分離された照射ビームａは、被照射面としてのバーコ
ード１２の面に照射される。この場合、それら照射ビー
ムａの走査方向は、その第１図において、紙面と垂直方
向に走査されるようになっており、このように走査する
ことを「自己ラスクスキャン」と呼ぶ。このような自己
ラスクスキャンを行うことにより、バーコード１２に記
録された情報の読取りをより一層確実に行うことができ
る。

そして、そのバーコード１２面からの反射ビームｂは、
ホログラムディスク９の再帰反射機能によって再びその
ホログラムディスク９に入射する。

この入射により逆回折光となった反射ビームｂは、部分
反射ミラー６の透過部８を透過した後、第二集光レンズ
１３により集光され、受光素子１４にによりその受光量
が検知され、これにより、バーコード１２面に記録され
た情報の読取りを行うことができる。なお、第二集光レ
ンズ１３の表面形状は、反射ビームｂの入射する側から
みると、第４図に示すような横長の形状となっている。

このように基本構成された情報読取装置においては、部
分反射ミラー６の反射部７により反射される照射ビーム
ａ、及び、その周囲の透過部８を透過する反射ビームｂ
の通過状態を詳細に示すと、第１Ｏ図のようになる。こ
れにより、照射ビームａはこれとほぼ同径の面積をもつ
反射部７によって反射される一方で、反射ビームｂはそ
の周囲の全面に形成された透過部８を透過して受光素子
１４により受光されることになるため、その受光される
反射ビームｂの受光束のうちのケラレ領域Ｑは、従来の
ケラレ領域Ｐ（第１１図参照）に比べて一段と減少して
いることがわかる。従って、これにより、受光素子１４
に受光される光′束の総受光量は従来に比べてより多く
とることができることかう、光利用効率効率を一段と上
げることが可能となる。

また、レーザ光源として従来多く用いられていたＨｅ−
Ｎｅレーザの代わりに半導体レーザ３を用い、これより
出射された光をマスク５を用いてビーム整形を行うよう
にしたので、本実施例のような短焦点照射ビーム光学系
においても読取深度を十分大きくとることが可能となる
。

次に、請求項２記載の発明の一実施例を第５図に基づい
て説明する。これは、上述した第１図と同様に、基本的
な構成を示したものであるが、この場合には、照射光学
系としてのミラー１５を採用し、これによりホログラム
ディスク９を透過した照射ビームａの光路を変えてバー
コード１２に導くようにしたものである。このようにホ
ログラムディスク９を透過した照射ビームａの光路を変
えることによって、走査光学系における設計の自由度を
一層上げることができる。

次に、これまでの２つの実施例において述べた基本的構
成の情報読取装置を実際に一体化して組み立てたものを
第６図（ａ）（ｂ）（ｃ）に基づいて説明する。この場
合、第６図（ｂ）において、半導体レーザ３を構成する
ＬＤユニット１６はその図面において上側に位置し、そ
のＬＤユニット１６の図示しない放熱板は、その保持部
材１７の外側に位置する。また、ＬＤユニット１６の半
導体レーザ３から出射された照射ビームａは、第６図（
Ｃ）において、図示しない第一集光レンズ及びマスクを
通過した後、ミラーＭ１、部分反射ミラー６の反射部７
、ミラーＭ２、ホログラムディスク９、ミラーＭ３．Ｍ
４．Ｍ５を順次介して、窓１８から外部に向けて出射さ
れバーコード１２面に照射される。また、そのバーコー
ド１２面からの反射ビームｂは、ミラーＭ５．Ｍ４．Ｍ
３、ホログラムディスク９、ミラーＭ２、部分反射ミラ
ー６の透過部８、第二集光レンズ１３、ミラーＭ６を順
次介して、受光素子１４に受光されることになる。

このように半導体レーザ３を有するＬＤユニット１６と
、ホログラムディスク９と、ミラーＭ１〜Ｍ６とを一体
化構成して用いることによって、薄型でより一層コンパ
クトな装置を得ることが可能となる。

次に、前述した第６図の情報読取装置の変形例を第７図
ないし第９図に基づいて説明する。ここでは、ホログラ
ムディスク９を通過してバーコード１２面に照射される
照射ビームａの回折光路の変形例を示したものである。

まず、第７図は、ホログラムディスク９を通過した照射
ビームａを直接バーコード１２面に導く斜方照射型の装
置であり、この場合、ミラー１５の部品点数を少なくで
き、−層コンパクトなものとすることができる。

また、第８図は垂直照射型の例を示し、第９図は水平照
射型の例を示したものであり、このように照射ビームａ
の照射方向を変えることによって、装置の組み付けの際
における設計の自由度を一段と上げることが可能となる
。

なお、これまで述べた実施例における光路分離部材は、
°いずれも、中央部に反射部７が形成されその周囲に透
過部８の形成された部分反射ミラー６を用いたものであ
ったが、これに限るものではなく、この他に例えば、中
央部に透過部が形成されその周囲に反射部の形成された
部分透過ミラーを光路分離部材として用いることも可能
である。

発明の効果 請求項１記載の発明は、透過及び反射を行う領域を備え
た光路分離部材によって照射ビームと反射ビームとを分
離するようにしたので、従来の穴あきミラーを用いてい
たときに比べ反射ビームの受光量のケラレを一層少なく
することができ、これにより受光素子の受光量を一段と
少なくすることができるため光利用効率を一段と上げる
ことができるものである。また、レーザ光源として従来
多く用いられていたＨｅ−Ｎｅレーザの代わりに半導体
レーザを用い、その半導体レーザから出射された光をビ
ーム整形部材を用いてビーム整形を行うようにすること
により、短焦点照射ビーム光学系においても読取深度を
大きくとることができるものである。さらに、半導体レ
ーザとホログラムディスクと照射光学系とを組合せて一
体化して構成することにより、装置を一層薄型にしてコ
ンパクト化することができるものである。

請求項２記載の発明は、半導体レーザとホログラムディ
スクと照射光学系とを組合せて一体化して構成すること
により、装置を一層薄型にしてコンパクト化することが
できるものである。また、透過及び反射を行う領域が形
成された光路分離部材によって照射ビームと反射ビーム
とを分離するようにしたので、従来の穴あきミラーを用
いていたときに比べ反射ビームの受光量のケラレを一層
少なくすることができ、これにより受光素子の受光量を
一段と少なくすることができるため光利用効率を一段と
上げることができるものである。さらに、レーザ光源と
して従来多く用いられていたＨｅ−Ｎｅレーザの代わり
に半導体レーザを用い、その半導体レーザから出射され
た光をビーム整形部材を用いてビーム整形を行うように
することにより、短焦点照射ビーム光学系においても読
取深度を大きくとることができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は請求項１記載の発明の一実施例を示す構成図、
第２図はホログラムディスクの平面図、第３図は部分反
射ミラーの正面図、第４図は第二集光レンズの正面図、
第５図は請求項２記載の発明の一実施例を示す構成図、
第６図（ａ）はユニット化された情報読取装置の側面図
、第６図（ｂ）はその平面図、第６図（Ｃ）はその正面
図、第７図ないし第９図は情報読取装置の回折光路の各
種の変形例を示す正面図、第１０図は本発明の光路分離
部材による光路分離手段を示す光路図、第１１図は従来
の光路分離手段を示す光路図である。 ３・・・半導体レーザ、４・・・第一集光レンズ、５・
・・ビーム整形部材、６・・・光路分離部材、７・・・
反射部、８・・・透過部、９・・・ホログラムディスク
、１２・・・被照射面、１３・・・第二集光レンズ、１
４・・・受光素子、１５・・・照射光学系、ａ・・・照
射ビーム、ｂ・・・反射ビーム

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、半導体レーザと、この半導体レーザにより出射され
   た光を集光された照射ビームに変換する第一集光レンズ
   と、この第一集光レンズを通過した前記照射ビームを整
   形するビーム整形部材と、前記照射ビームを偏向するホ
   ログラムディスクと、中央部及びその周辺部に前記半導
   体レーザからの照射ビームと前記被照射面からの反射ビ
   ームとを分離する領域が形成された光路分離部材と、こ
   の光路分離部材により分離された前記反射ビームを集光
   する第二集光レンズと、この第二集光レンズにより集光
   された前記反射ビームを検出する受光素子とよりなるこ
   とを特徴とする情報読取装置。 ２、半導体レーザと、この半導体レーザにより出射され
   た光を集光された照射ビームに変換する第一集光レンズ
   と、この第一集光レンズを通過した前記照射ビームを整
   形するビーム整形部材と、前記照射ビームを偏向するホ
   ログラムディスクと、このホログラムディスクに入射す
   る前後の前記照射ビームの光路を変える照射光学系と、
   中央部及びその周辺部に前記半導体レーザからの照射ビ
   ームと被照射面からの反射ビームとを分離する領域が形
   成された光路分離部材と、この光路分離部材により分離
   された前記反射ビームを集光する第二集光レンズと、こ
   の第二集光レンズにより集光された前記反射ビームを検
   出する受光素子とよりなることを特徴とする情報読取装
   置。