JPH0283789A

JPH0283789A - バーコードリーダ用光源ユニット

Info

Publication number: JPH0283789A
Application number: JP63236745A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Shibata; 智柴田
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1988-09-21
Filing date: 1988-09-21
Publication date: 1990-03-23

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］この発明はレーザタイオードを使用するバーコードリー
ダ用光源ユニットサに関するものである。

「従来の技術Ｊ従来のこの種の装置としては第３図に示ずものかあった
。第３図は従来のバーコードリーダ用光源ユニットの構
成の概略を示す断面図で、図において（１）は光源とな
るレーザタイオート、（２ａ）（２ｂ）はレーザタイオ
ートク１）から出射されたレーザビームを平行光線束と
するコリメータレンズ、（３ａ）、　（３ｂ）は断面か
楕円形のビームを円形のビームに整形するだめの光束変
換プリズム、（４）はアバ−チャ、（５）は集光レンス
、（６）はバーコード面、＜７）はバーコード面（６）
に描かれたバー、（８）はバーコード面Ｆ、の光スポッ
トである。

次に動作について説明する。光源であるレーザダイオ−
１〜（１）から出射されるレーザビームは、高出力化の
出力限界を決める要因である端面の光エネルギによる破
壊を防止するなめ、窓構造を採用して端面での光吸収を
少なくしたり、ビーム径を拡大して光エネルギ密度を低
くする等の対策が取られている。この結果、高出力半導
体レーザは、第３図で言えば水平方向の拡がり角が垂直
方向の拡がり各に比して小さく、レーザビームの楕円率
は約３＝１となっている。この性質を本願明細書では異
方性と言うこととする。

レーザタイオード（１）から出射されたレーザビームは
、異方性を持った拡散光であり、このレーザビームはコ
リメータレンズ（２ａ＞、　（２ｂ）で平行光線束とさ
れ、ビーム整形用の光束変換プリズム（３ａ）、（３ｂ
）で断面が円形のヒームく等方性と言うこととする）に
ビーム整形されてから、アパーチャ（４）を通して出射
される。アパーチャ（４〉から出射したレーザビームは
、集光レンズ（５）によってバーコード面（６）上に光
スポット（８）を形成する。

この光スポット（８）がバーコード面（６）上に描がれ
ているバー（７）」二を走査することによって、反射光
強度の相違からバーコード情報を読み取っている。

［発明が解決しようとする課題］従来のバーコードリーダ用光源ユニットでは、以上のよ
うに光束変換プリスムを用いてビーム整形を行っており
、部品点数が多くなり、製作工程や費用の面で不利とな
る。また光束変換ブリスムによる光の損失が生し、効率
が悪くなる等の問題点があった。

この発明はかかる課題を解決するためになされたもので
、安価で製作の容易な、小型で効率のよいバーコードリ
ーダ用光源ユニツ１へを得ることを目的としている。

［課題を解決するための手段］この発明にかかるバーコードリーダ月光源ユニッ１〜は
、レーザダイオードがら出射される楕円形のレーザビー
ムの長径方向をバ一方向に一致させ、レーザビームがバ
ーコード面に形成する光スポットの短径の大きさを、所
定値以下とするように集光レンズの開口数を調整するこ
ととした。

１作用］この発明においては、レーザダイオードから出射される
楕円形のレーザビームの長径方向をバー方向に一致させ
、レーザビームがバーコード面に形成する光スポットの
短径の大きさを、所定値以下とするように集光レンズの
開口数を調整することとしなので、光束変換プリズムを
省略することが可能となる。

［実施例コ以下、この発明の実施例を図について説明する。

第１図はこの発明によるバーコードリーダ用光源ユニッ
トの構成の概略を示す断面図で、第３図と同一符号は同
−又は相当部分を示す。

次に動作について説明する。レーザダイオード＜１）か
ら出射したレーザビームは、上述のように異方性を持っ
た拡散光であり、このレーザビームはコリメータレンズ
（２ａ）、（２ｂ）で平行光線束とされ、異方性を持っ
たままアパーチャ（４）を通して出射され、集光レンズ
（５）によってバーコード面（６）上に光スポット（８
）を形成する。

第２図は、このバーコード面（６）上に形成された光ス
ポット（８）とバー（７）との大きさ及び位置関係を説
明するための図て、図において第１図と同一符号は同一
部分を示し、（ｄｌ）はバーとバーの間隔、（ｄ２）は
最小のバー幅、（ｗｌ）は光スポット（８）の長径、（
ｗ２）は光スポット（８）の短径の大きさを示す。

第２図に示すように、この発明による装置では光束変換
プリズムを持たないので、光スポット（８）は楕円形状
であり、このような楕円形状の光スポット（８）におい
てバーコード情報を読み取るためには、光スポット（８
）の長径（ｗｌ）をバ一方向と一致させ、短径（ｗ２）
をバーとバーとの間隔およびバーの最小幅（ｄ２）の何
れよりも短くする（０．２ｍｍ以下）必要がある。そし
て光スポット（８）の径の大きさは集光レンズク５）の
開口数（ＮＡ）で定まるので、ＮＡ＝ｎｓｉｎθ　＜ｎ；媒質の屈折率で、この場合空
気であり≠１、θ；開口角）及び、ｗ＝２λ／πθ　（ｗ；光スポットの径、λ；光の波長
）から、光スポット（８）の短径（ｗ２）を帆２ｍｍ一と置くと、レーザ光の波長が７８０　ｎｍであれば、Ｎ
Ａ＝ｓｉｎ　（２Ｘ　０．７８Ｘ　１０　　’　／　ｙ
ｒ　Ｘ　Ｏ，２）≠０　、００２４８であり、このとき
の焦点深度（ΔＺ）は、ΔＺ−±０．７８Ｘ　１０　　
’　／　ｙｒ　Ｘ　Ｏ，００２４，８”≠±４０．４ｍ
ｍとなる。

また光スポットク８）の短径（ｗ２）を帆２ｍｍと置く
と、その長径（ｗｌ　）は約０．５６ｍｍとなり、この
ときの開口数（ＮＡＩ　）を求めると、（ＮＡＩ　）−ｓｉｎ　　（２Ｘ　０．７８Ｘ　１０　
　’　／　πＸ帆５６）≠０．０００８８７であり、こ
のときの焦点深度（ΔＺ）は、ΔＺ；±０．７８Ｘ１０
　　’　／　πＸ０．０００８８７２≠±３１６ｍｍと
なる。即ち、光スポット（８）の短径（ｗ２）が０．２
ｍｍであるためには、開口数（ＮＡＩ）は０．００２４
８以下である必要があり、また短径（ｗ２）を帆２ｍｍ
とすると長径（Ｗｌ〉は約０．５６ｍｍであるから、こ
の場合の開口数（ＮＡ２）は０．０００８８７以上あれ
ばよいので、集光レンズ（５）の開口数を０．００２４
８とすれば、短径（Ｗ２）、長径（ｗｌ）ともに十分カ
バーできることになる。

また焦点深度についても短径方向では±４０．４ｍｍと
なり、長径方向では±３１６ｍｍとなり問題はない。

以上により集光レンズ（５）の開口数を０．００２４．
８以下として、光スポット（８）の短径（ｗ２）を０．
２ｍｍ以下にすることとすれば、光束変換プリズムを省
略しても、従来と同様にバーコード情報の読み取りが可
能となる。

［発明の効果］この発明は以上説明したとおり、レーザダイオードから
出射される楕円形のレーザビームの長径方向をバ一方向
に一致させ、レーザビームがバーコード面に形成する光
スポットの短径の大きさを、集光レンズの開口数で定ま
る一定値以下にすることとしたので、光束変換プリズム
を省略して部品点数を減らすことができ、小型で効率の
よい装置が、安価で容易に製作できるという効果がある
。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明による装置の構成を示す断面図、第２
図はこの発明の動作を示す図、第３図は従来の装置の構
成を示す断面図。＜１）はレーザダイオード、（２ａ）、　（２ｂ）はコ
リメータレンズ、（４）はアパーチャ、（５）は集光レ
ンズ、（６〉はバーコード面、（７）はバー、（８）は
光スポットなお、各図中同一符号は同−又は相当部分を示すものと
する。

Claims

【特許請求の範囲】光源となるレーザダイオードと、このレーザダイオード
から出射されたレーザビームを平行光線束とするコリメ
ータレンズと、このコリメータレンズからアパーチャを
介して出射されたレーザビームをバーコード面へ集光し
て光スポットを形成するための集光レンズとを有するバ
ーコードリーダ用光源ユニットにおいて、レーザダイオードから出射される楕円形のレーザビーム
の長径方向を上記バーコード面に描かれたバー方向に一
致させる手段、レーザビームが上記バーコード面で形成する楕円形の光
スポットの短径方向の径の大きさを上記バーコード面に
描かれたバーとバーの間隔およびバーの最小幅より短く
すべく上記集光レンズの開口数を調整する手段、を備えたことを特徴とするバーコードリーダ用光源ユニ
ット。