JPH02220020A - 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
れた光を被照射面としての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
てその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、その途中の光路を反射ミラー等を
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、部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。

そこで、このよ・うな薄型、コンバクＩ・化に対応する
ものとして、情報読取装置のビーム走査用のレーザ光源
に半導体レーザを用い、この半導体レーザとホログラム
ディスクを含む光学系を一体化構成することによりその
ような問題に対処することもできる。しかし、この半導
体レーザを用いた情報読取装置の場合、通常、７８０ｎ
ｍ以上の赤外領域の半導体レーザが用いられており、走
査ビームく前述した照射ビーム等）の走査状態やその位
置を知ることができない。従って、そのような走査ビー
ムを人間の目で確認することができないため、読取り走
査時において走査ビームの位置の調整を行う目安がなく
不都合である。

また、そのような走査位置を確認できるように、赤外Ｌ
ＥＤなどの可視光ビームを発する光源を別に設け、ガル
バノミラ−などによってその可視光ヒームヲハーコード
面に照射することによって、その走査位置を確認するこ
とができるようにしたものもあるが、しかし、この場合
には、別光源を設けたことによりこれに付随する走査光
学系の部品点数が増加してしまい、その結果、装置全体
の構成が繁雑化しコスト高にな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１ノ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前記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、前記半導体レーザから得られる照射ビームとは
異なる可視光ビ−ムを発する可視光光源部を設けた。

また、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、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
体レーザからの前記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、前記半導体レーザから得られる照射ビームとは異な
る可視光ビームを発する可視光光源部を設けた。

作用 請求項１記載の発明により、照射ビームを発する半導体
レーザやホログラムディスクを組合せて構成される走査
光学系に、単に可視光ビームを発する可視光光源部を設
けることによって、その照射ビームと同一の光路を用い
て可視光ビームを被照射面上に導くことができるため、
その可視光ビームを用いて走査位置を容易に知ることが
可能となり、また、これにより従来のように可視光光源
専用の走査光学系を別個に設ける必要もなくなる。

また、請求項２記載の発明により、半導体レーザから出
射された読取り走査用の照射ビームの光路上や可視ソａ
光源部から出射された可視光ビームの光路上に照射光学
系を介在させることにより、その光路を任意に変えるこ
とができ、これにより被照射面上における走査位置を自
由に設定することができる。

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６図に
基づいて説明する。まず、情報読取装置の全体構成を第
１図に基づいて説明する。半導体レーザ１から出射され
た光は第一集光レンズ２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３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４により反射される。ここでは、その部
分反射ミラー４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５が形成さ
れ、この反射部５の周囲全面に渡って透過部６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４の反射部５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７に導
かれる。

このホログラムディスク７は、第２図に示すように、６
つのセクタ、８からなっており、また、その下方に取付
けられたモータ９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７は、各セクタ８（例えば
、Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃ）ごとに回折角が異なっているため
、これを透過した照射ビームａはそれら各セクタ８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
７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１０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１０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１ｏ面からの反射ビームｂは、
ホログラムディスク７の再帰反射機能によって再びその
ホログラムディスク７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４の透過部６を透過した後、第二集光レンズ
１１により集光され、受光素子１２にによりその受光量
が検知され、これにより、バーコード１０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１１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。

また、本発明に係る可視光光源部１３は、赤外領域の光
を発するＬＥＤ１４と、このＬＥＤ１４より発せられた
光を検出する集光レンズ１５とより構成されており、半
導体レーザ１の設けられた側に位置して配設されている
。

このように構成された情報読取装置において、本発明に
係る可視光光源部１３の基本的な動作説明を第５図及び
第６図に基づいて行う。第５図は、可視光光源部１３の
ＬＥＤ１４により発せられた可視光ビームＣと半導体レ
ーザ１により発せられた照射ビームａとのそれぞれの光
路を示したものであり、ここではホログラムディスク７
の３つのセクタ８　（Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃ）により光路が
それぞれ３つずつ分離されている状態を示したものであ
る。

この場合、読取り用の照射ビームａが位置Ａにあるセク
タ８を使用しているものとすると、他の空いているセク
タ８を用いて走査ガイド用の可視光ビームＣを走査し、
これにより走査位置の確認を行おうとするものである。

今、これらの走査状態をバーコード１０側から見ると第
６図に示すような走査状態となる。この時、読取り用の
照射ビームａのスポット径は通常０．２ｍｍ以下の微小
スポットであり、自己ラスクスキャン型のホログラムデ
ィスク７を用いた場合、Ｓｌ、Ｓ２、Ｓ、のような３本
の細線の走査パターンを得る。この一方、可視光ビーム
Ｃはある程度太いビーム径にして可視化する必要があり
、Ｓ。１、Ｓ、２、Ｓ。３のような走査パターンを得る
。従って、このような走査方法では、照射ビームａと可
視光ビームＣとは異なる位置で走査された状態となり、
これにより走査位置を容易に知ることができる。

次に請求項２記載の発明の一実施例を第７図ないし第９
図に基づいて説明する′。本実施例は、照射ビームａの
光路上に照射光学系としてのミラー１６を介在させた場
合について述べたものである。

すなわち、第７図において、２つのミラー１６を用いて
ホログラムディスク７を透過した照射ビームａの光路を
変えることによって、その照射ビームａを可視光光源部
１３のＬＥＤ１４より発せられた可視光ビームＣと合成
したものである。第８図は、そのミラー１６を介在させ
た場合の基本構成を示したものであり、これにより、バ
ーコード１０面上におけるそれら２つのビームの走査状
態は、第９図に示すように同一のバーコード１０面上で
一緒になって走査されることになる。このようにミラー
１６を介在させることによって、走査方向を任意に変え
ることができるため、走査光学系の設計の自由度を一段
と上げることができる。

ここで、請求項１記載の発明及び請求項２記載の発明に
共通する部分について説明しておく。まず、光路分離部
材としての部分反射ミラー４と従来の穴あきミラー１７
との違いを、第１１図及び第１２図に基づいて説明する
。部分反射ミラー４の反射部５により反射される照射ビ
ームａ、及び、その周囲の透過部６を透過する反射ビー
ムｂの連通状態は第１１図に示すようになる。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
５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６を透過して受光素子１２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１２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、本発明では、受光素子１２に受光される光束の
総受光量は従来に比べより多くとることができることか
ら、光利用効率を一段と上げることも可能となる。

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１を用い、これより
出射された光をマスク３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、前述した２つの実施例において述べた情報読取装
置をもとに実際に一体化して組み立てたものを、第１０
図（ａ）（ｂ）（ｃ）に基づいて説明する。第１０図（
ｂ）において、半導体レーザ１を構成するＬＤユニット
１８はその図面において上側に位置し、そのＬＤユニッ
ト１８の図示しない放熱板は、その保持部材１９の外側
に位置する。また、第１０図（Ｃ）において、可視光光
源部１３のＬＥＤ１４から発せられた可視光ビームＣは
、集光レンズ１５、ミラー２０を順次介した後、ホログ
ラムディスク７を透過しバーコード１０面に照射される
。一方、ＬＤユニット１８の半導体レーザ１から出射さ
れた照射ビームａは、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４の反
射部５、ミラーＭ２、ホログラムディスク７、ミラーＭ
３．Ｍ４．Ｍ５を順次介して、窓２１から外部に向けて
出射されバーコード１０面に照射される。従って、この
場合、照射ビームａと可視光ビームＣとは合成されたも
のなって同一のバーコード１０面に照射されることにな
り、これにより走査位置の確認を容易に行うことができ
る。

発明の効果 請求項１記載の発明では、照射ビームを発する半導体レ
ーザやホログラムディスクを組合せて構成される走査光
学系に、単に可視光ビームを発する可視光光源部を設け
ることによって、その照射ビームと同一の光路を用いて
可視光ビームな被照射面上に導く二とができるため、そ
の可視光ビームを用いて走査位置を容易に知ることが可
能となり、また、これにより従来のように可視光光源専
用の走査光学系を別個に設ける必要もなくなる。

また、請求項２記載の発明では、半導体レーザから出射
された読取り走査用の照射ビームの光路上や可視光光源
部から出射された可視光ビームの光路上に照射光学系を
介在させることにより、その光路を任意に変えることが
でき、これにより、被照射面上における走査位置を自由
に設定することができるため、走査光学系の設計の自由
度を一段と上げることができるものである。また、可視
光照射ビームや被照射面到達光強度、さらには、ビーム
集光性能も向上させ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図はそのホログラムディスクの平面図、第３図は光
路分離部材の正面図、第４図は第２集光レンズの正面図
、第５図は第１図における照射ビームと反射ビームの光
路状態を示す光路図、第６図はその走査状態をバーコー
ド側からみた光路図、第７図は請求項２記載の発明の一
実施例を示す構成図、第８図はその照射ビームと反射ビ
ームの光路状悪な示す光路図、第９図はその走査状態を
バーコード側からみた光路図、第１０図（ａ）は実際に
ユニット化された情報読取装置の側面図、第１０図（ｂ
）はその平面図、第１０図（Ｃ）はその正面図、第１１
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１２図は従来の光路分離手段を示す光路図であ
る。 １・・・半導体レーザ、２・・・第一集光レンズ、３・
・・ビーム整形部材、４・・・光路分離部材、１１・・
・第二集光レンズ、１２・・・受光素子、１３・・・可
視光光源部、１６・・・照射光学系、ａ・・・照射ビー
ム、ｂ・・・反射ビーム、 Ｃ・・・可視光ビーム 図 −篤」０図 ○ 図 図 ３月 図

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
   体レーザからの前記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、前記半導
   体レーザから得られる照射ビームとは異なる可視光ビー
   ムを発する可視光光源部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前記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、前記半導体レーザから得られる照射ビームとは異
   なる可視光ビームを発する可視光光源部とよりなること
   を特徴とする情報読取装置。