JPH03282982A - 情報読取り装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、情報読取り装置に関するものであり、例えば
バーコードの光学的情報を読み取るために使用されるも
のである。

〔従来の技術〕

従来、反射型ホログラム或いは透過型ホログラムを用い
た情報読取り装置（バーコードリーダ、イメージスキャ
ナ等）がある（例えば特開平１１４２５２３号公報）。

このような情報読取り装置の場合、例えば第８図に示さ
れるような反射型ホログラムを用いたバーコードリーグ
では、以下のようにしてバーコードの情報を読み取って
いる。

光源１１より照射された光は、レンズ１４により集光さ
れる。そして集光された光１１ａは、穴あきミラー１５
を介して反射型ホログラム（複数個のホログラム素子１
３ａより構成されている）１３で反射回折されて反射回
折光１１ｂを形成し、バーコード１７上に至る。そこで
、反射型ホログラム１３に結合されたモータ１２により
、反射型ホログラム１３は回動される。それにより、反
射回折光１１ｂはバーコード１７上を走査する。

そして、バーコード１７からの反射光１７ａは、ホログ
ラム素子１３ａで受光される。その後、反射光１７ａは
ホログラム素子１３ａで再び反射回折して集光され、穴
あきミラー１５に至り、穴あきミラー１５にて反射し受
光素子１６へ導かれる。

そして、受光素子１６により光電変換され、図示されな
いデコーダ回路を経て解読されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、上述した従来のものでは、バーコードからの
反射光を受光するためには、ホログラム上にある程度大
きい受光面積が必要である。バーコードからの反射光は
散乱光であるので、反射光は広がりながらホログラムに
至る。それゆえ、たとえバーコードの情報を正確に読み
取る最低限の光強度を得ようとしても、反射光が広がる
ためにホログラム上にはある程度大きい受光面積が必要
になってしまう。

そのため、ある程度の受光面積を得ようとすると、ホロ
グラムは複数で構成されているため、ホログラムの径を
大きくする必要がある。すると、モータの径に対してホ
ログラムの径が非常に大きくなってしまう。

その結果、ホログラムが回動するとホログラムの慣性質
量が増大し、回転立上り特性の悪化及び耐振動特性の悪
化が生じてしまう。故に、バーコードからの反射光が正
確に受光素子へ伝わらなくなるので、バーコードの情報
を正確に読み取れないという問題がある。

加えて、上述した問題を解決するために、モータの径を
大きくするならば、モータの大型化及びそれに伴ってコ
ストが増大し、ひいては装置の大型化という問題が生し
てしまう。

そこで本発明は、バーコードからの反射光をホログラム
の全面で受光することを可能としてホログラムの小型化
を図り、且つ、バーコードの情報を正確に読み取ること
ができる装置を得ることを目的とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

そのため本発明は、光源と、 情報が記載された対象物と、 前記光源より照射された光を実質的中心部に入射し回折
して、第１の回折光を形成し、かつ前記対象物からの反
射光を実質的全面にわたって受光し回折して、第２の回
折光を形成するホログラムと、 前記対象物上に前記第１の回折光を走査させるために、
前記ホログラムを駆動する駆動手段と、前記第１の回折
光を前記対象物へ向けて反射させ、かつ前記対象物から
の反射光を前記ホログラムの前記実質的全面へ向けて反
射させる反射手段と、 前記第２の回折光を受光して前記対象物の情報を読み取
る読取り手段とを備えることを特徴とする情報読取り装
置を採用するものである。

〔作用〕

上記構成により、光源からの光をホログラムに照射し、
このホログラムを通って対象物に照射された光は、対象
物から情報を得て、対象物で反射して帰ってくる。この
光を再びホログラムに当てて集光し、エネルギの充分な
情報を読取り手段で読み取ることができる。つまり、行
きと帰りの光の経路は同じである。

ここまでは従来と同じであるが、本発明では、ホログラ
ムの実質的中心部に光源からの光を照射するので、情報
を得て帰ってきた光をホログラムの中心に向けて、ホロ
グラムの実質的全面で受けることができる。

そして、このようにホログラム全面で受けた光を受光す
るので、情報を読み取るために必要な光のエネルギを確
保するために要するホログラムの面積は、従来のそれよ
りも小さなものでよい。

また、ホログラムの回転中心部に光を照射してもホログ
ラムから対象物に向かう光が移動するように駆動させて
いる。

さらに反射手段を用いて、ホログラムから出た光を任意
の角度、パターンで対象物に照射している。よって、本
発明でのホログラム全体の重量を軽（でき、コストも下
げることができる。

またホログラムを駆動する駆動手段は、ホログラムの軽
量化に伴ってパワーの小さなものでも充分駆動性能が得
られる。

〔発明の効果〕

上記構成により、ホログラムは読取り手段が対象物の情
報を読み取れる十分な光の強さを持つ反射光を面積の小
さなホログラムを用いて得ることが可能となる。さらに
、ホログラムの小型化可能により、ホログラムは駆動手
段によって正常かつ安定に駆動されるので、対象物の情
報を正確に読み取ることができるという優れた効果があ
る。

〔実施例〕

以下、本発明を図に示す実施例に基づいて説明する。

（第１実施例） 第１実施例では、ホログラムとして反射型ホログラムを
用いた時の本発明装置について説明する。

第１図は、反射型ホログラムを用いてバーコードを読み
取る場合の第１実施例における本発明装置の構成図であ
る。そして、第２図は第１実施例における本発明装置の
斜視図、第３図は第１実施例における本発明装置の平面
図である。

第１図において、ホログラム３は反射ホログラム素子３
ａ、ガラス等基板３ｂ、及び必要に応じて反射ホログラ
ム素子３ａをカバーする図示されないカバーガラス等に
より構成されている。そして、反射ホログラム素子３ａ
は反射光７０１を後述する受光素子６へ集光するように
設けられている。

駆動手段（以下、モータという）２は、インナー側２ａ
が固定されてアウター側２ｂが第１図に示す矢印の如く
右回りに回動するアウターロータ型のモータである。そ
して、このモータ２のアウター側２ｂに接着等によりホ
ログラム３は固定されている。

光源（以下レーザ投光器という）１は、レーザ光を発生
するレーザ投光器が用いられでいる。

このレーザ投光器１から照射されたレーザ光１０１をホ
ログラム３へ照射する光源用反射ミラー４は、以下の如
く構成されている。

即ち、第４図の光源用反射ミラー３の構成図に示す如く
、光源ミラー４ａと固定部材４ｂにより構成され、光源
ミラー４ａは固定部材４ｂに接着等により第３図に示す
レーザ投光器より照射されたレーザ光１０１がホログラ
ム３の回転中心部に垂直に入射するように固定されてい
−る。そして、この光源用反射ミラー４は、第３図に示
す如く反射手段（以下反射ミラーという）５の継ぎ目に
固定されている。その際、光源ミラー４ａは、レーザ投
光器１より照射されたレーザ光１０１がホログラム３の
回転軸（中心）に垂直に入射するような角度で設置され
ている。

反射ミラー５は第２図に示す如く台形の形状をしており
、反射ミラー５を複数（第２図では６枚）接合すること
によって多角錐を形成して設置されている。この時、各
々の反射ミラー５はホログラム３により円錐走査された
光を所定の設定位置にて、多方向走査するように設置さ
れている。そして、これら複数の反射ミラー５の中の１
枚には、レーザ投光器１から照射されるレーザ光を光源
用反射ミラー４に照射するために、穴５ａが設けられて
いる。

読取り手段９は、受光して光電変換を行う受光素子（例
えばフォトダイオード）６とデータ変換回路（例えばデ
コーダ回路）８とより構成されており、図示されないＰ
Ｏ３等に接合されている。

なお、受光素子６は、ホログラム３の回転軸と受光素子
６の中心とが同軸上になるように設置されている。

次に、上記構成における作動を第１図及び第２図を用い
て説明する。

第１図において、レーザ投光器１より照射されたレーザ
光１０１は、反射ミラー５に設けられた穴５ａを介して
光電用反射ミラー４に至る。そして、光源用反射ミラー
４で反射されたレーザ光１０１は、ホログラム３に垂直
に入射する。

ホログラム３に入射したレーザ光１０１は、ホログラム
３を構成する反射ホログラム素子３ａで反射し、回折さ
れて回折光１０２となる。そして、ホログラム３で反射
し回折された回折光１０２は、反射ミラー５で反射され
て、バーコード７に至る。

ここで、上述したように光源用反射ミラー４によってレ
ーザ投光器１より照射されたレーザ光１０１は、ホログ
ラム３の回転中心部に垂直に入射する。そして、ホログ
ラム３の回転中心部に入射したレーザ光１０１は、反射
し回折されて回折光１０２になるが、回折光１０２の回
折方向はホログラム３回転中心部の反射ホログラム素子
３ａにより固定されている。即ち、反射ホログラム３ａ
は反射光７０１が受光素子６へ集光するように設けられ
ており、かつ受光素子６の中心とホログラム３の回転軸
とは、同軸上に設けられている。

ホログラム３の回転軸上に入射した反射光は、ホログラ
ム３に対して垂直に反射し、回折されて受光素子６に至
る。だから、逆にホログラム３の回転軸上に垂直に光（
レーザ光１０１）を入射すれば、反射し回折されて回折
光１０２を得ることができ、これにより回折光１０２の
回折方向は固定されている。

ゆえに、モータ２が回動することによりホログラム３も
回動し、回折光１０２は第２図の走査線１０３のように
円錐状に走査され、この回折光１０２を反射する反射ミ
ラー５によって多方向走査される。

第１図において、上述したような作動により、回折光１
０２はバーコード７上を走査する。すると、バーコード
７から反射光７０１が射出され、反射ミラー５にてホロ
グラム３へ向けて反射される。

そして、反射ミラー５によりホログラム３へ向けて反射
された反射光７０１は、ホログラム３の全面に入射する
。ホログラム３に入射した反射光７０１は、ホログラム
３を構成する反射ホログラム素子３ａで反射し、回折さ
れて反射・回折光７０２となる。

ここで、反射ホログラム素子３ａは、入射した反射光７
０１が受光素子６に集光するように反射・回折光７０２
を形成する。

このようにして反射・回折光７０２が受光素子６に集光
されると、受光素子６は集光された光の強度に応じて光
電変換を行う。但し、反射・回折光７０２において、光
源用反射ミラー４が障害となって受光素子６に集光され
ない反射・回折光がある。

しかし、ホログラム３の受光面積と光源用反射ミラー４
が反射・回折光を遮る面積とを比較すると、光源用反射
ミラー４が遮る面積の方がホログラム３の受光面積より
かなり小さい。従って、反射・回折光７０２の光強度に
は何ら影響を与えない。

そして、受光素子６より出力された電気信号は、データ
変換回路８を介して図示されないＰＯ３に伝えられ、以
上のようにしてバーコード７に記載された情報が図示さ
れないＰＯ３により解読される。

次に、上記第１実施例を装置に組み込んだ場合の図を第
５図の概略図に示す。なお、第５図及び後述する第１実
施例の変形例の説明に用いる第９図、さらには後述する
第２実施例の説明に用いる第２図、第３回の図番号で、
第１図の図番号と同番号である部分については、第１図
の図番号と均等部分を示す。

第５図の概略図では、上記第１実施例をオーバーヘッド
タイプの装置に組み込んだ場合が示されている。受光素
子６の下部には透明なガラス２０が取り付けられており
、回折光１０２或いは反射光７０１を透過している。そ
して、支持部材２１によりホログラム３、モータ２及び
反射ミラー５等を支持している。

以上説明したこの実施例によると、バーコード７に記載
された情報に相当する光強度を反射ミラー５によって得
て、さらにこの反射ミラー５がその光強度を有する反射
光７０１をホログラム３に向けて反射することにより、
ホログラム３はバーコード情報に相当する光強度を得る
ことができる。

そのため、ホログラム３は、反射ミラー５によって反射
される反射光７０１を受光する面積分だけあれば良く、
しかもその受光面積を全面にてまかなうことができるの
で、大幅な小型化が可能となるという利点である。そし
て、ホログラムが小型化されたことによって、回転立上
り特性の悪化及び耐振動特性の悪化という問題を解消す
ることができる。

また、ホログラム３を構成する反射ホログラム素子３ａ
は、反射手段５によって反射された反射光マＯ１を受光
素子６へ集光するように設けられ・ている。

ゆえに、集光用の光学系（レンズ、穴あきミラー等）を
必要とせず、しかも集光用の光学系を必要としないため
に、ホログラム３と受光素子６との距離を短くすること
ができる。そのため、受光素子６は反射ミラー５の内側
空間に配置できるので、情報読取り装置の光学系の薄膜
化が可能となるという優れた利点がある。

第１実施例の変形例として、第９図に示すようにな構成
図がある。即ち、第１図の構成図と比較すると、読取り
手段９と、ホログラム３及びモータ２とを入れ替えたよ
うな配置になっている。そして、ホログラム３を構成す
る反射ホログラム素子３ａの反射・回折面の反対側にバ
ーコード７をおいて、バーコード７の情報を図示されな
いＰＯ３により解読することができる。

（第２実施例） 第２実施例では、ホログラムとして透過型ホログラムを
用いた時の本発明装置について説明する。

第６図は、透過型ホログラムを用いてバーコードを読み
取る場合の第２実施例における本発明装置の構成図であ
る。

第６図において、ホログラム２３は透過ホログラム素子
３ｃと透明ガラス等の基板３ｄより構成されている。そ
して、第１実施例の反射ホログラム素子３ａ（第１図）
と同様に、この透過ホログラム素子３ｃは、反射光７０
１を受光素子６へ集光するように設けられている。

ホログラム２３とモータ２のアウター側２ｂとの間には
、反射蒸着膜１０が蒸着された部材３ｅが設けられてお
り、部材３ｅは接着等によりモータ２のアウター側２ｂ
に固定されている。そして、部材３ｅの中心部には穴１
０ａが設けられ、後述する中空シャフト部２Ｃと連通し
ている。なお、穴１０ａには反射蒸着膜１０は蒸着され
ていない。

また、モータ２の中心部には、中空になっている中空シ
ャフト２Ｃが設けられており、上述した穴１０ａとこの
中空シャフト２Ｃとは連通されている。そして、レーザ
投光器１は、この中空シャフト２Ｃ内をレーザ光１０１
が通るように設置されている。

次に、上記構成における作動を説明する。第６図におい
て、レーザ投光器１より照射されたレーザ光１０１は、
モータ２の中空シャフト２Ｃ内を通る。そして、中空シ
ャフト２Ｃ内を通過したレーザ光１０１は、穴１０ａ及
び基板３ｄを通って透過ホログラム素子３Ｃにて透過回
折され、回折光１０３となる。

回折光１０３は反射ミラー５にてバーコード７に向けて
反射される。

そして、モータ２が回動すると、ホログラム２３も回動
して、上述した第１実施例と同様に、回折光１０３は円
錐状に走査され、この回折光１０３を反射する反射ミラ
ー５によって多方向走査される。

上述したような作動により、回折光１０３はバーコード
７上を走査する。すると、バーコード７から反射光７０
１が射出され、反射ミラー５にてホログラム２３へ向け
て反射される。

そして、反射ミラー５により反射された反射光７０１は
、ホログラム２３の全面に入射する。

ホログラム２３に入射した反射光７０１は、透過ホログ
ラム素子３ｃにて透過回折された後、基板３ｄを経て反
射蒸着膜１０で反射される。そして、再度基板３ｄを経
て透過ホログラム素子３ｃにて透過回折されて透過・回
折光７０３となり、受光素子６に集光される。そして、
受光素子６は集光された光の強度に応じて光電変換を行
う。

ここで、反射光７０１が透過ホログラム素子３Ｃにて透
過回折されて反射蒸着膜１０で反射される時、穴１０ａ
の部分には反射蒸着膜１０が蒸着されていないので、穴
１０ａに入射した反射光７０１は反射されない。しかし
、穴１０ａの面積と反射蒸着膜ＩＯの反射面積とを比較
すると、穴１０ａの面積の方が反射蒸着膜の反射面積よ
りかなり小さい。従って、透過・回折光７０３の光強度
には何ら影響を与えない。

そして、受光素子６より出力された電気信号は、データ
変換回路８を介して図示されないＰＯ８に伝えられ、以
上のようにしてバーコード７に記載された情報が図示さ
れないＰＯ５により解読される。

第２実施例の変形例として、第７図に示すような構成図
がある。即ち、第６図の構成図と比較すると、中空シャ
フト２Ｃ及び部材３ｅの穴１０ａを設けていない。そし
て、反射蒸着膜１０を部材３ｅの全面に蒸着したものを
設けている。

これは、第１図の構成図の反射型のホログラム３を透過
型のホログラム２３に置き換えたものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の第１実施例となる反射型のホログ
ラムを用いた場合の構成図、第２図は上記第１図におけ
る斜視図、第３図は上記第１図における平面図、第４図
は上記第１実施例に用いられる光源用反射ミラーの構成
図、第５図は上記第１図における構成を装置に組み込ん
だ場合の装置の部分断面図、第６図は本発明装置の第２
実施例となる透過型のホログラムを用いた場合の構成図
、第７図は上記第２実施例の変形例を示す構成図、第８
図は従来の技術を説明するための従来の構成図、第９図
は上記第１実施例の変形例を示す構成図である。 １・・・レーザ投光器（光源）、２・・・モータ（駆動
手段）、（３，２３）・・・反射型のホログラム、透過
型のホログラム（ホログラム）、５・・・反射ミラー（
反射手段）、９・・・読取り手段。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）光源と、 情報が記載された対象物と、 前記光源より照射された光を実質的中心部に入射し回折
   して、第１の回折光を形成し、かつ前記対象物からの反
   射光を実質的全面にわたって受光し回折して、第２の回
   折光を形成するホログラムと、 前記対象物上に前記第１の回折光を走査させるために、
   前記ホログラムを駆動する駆動手段と、前記第１の回折
   光を前記対象物へ向けて反射させ、かつ前記対象物から
   の反射光を前記ホログラムの前記実質的全面へ向けて反
   射させる反射手段と、 前記第２の回折光を受光して前記対象物の情報を読み取
   る読取り手段とを備えることを特徴とする情報読取り装
   置。
2. （２）光源と、 情報が記載された対象物と、 前記光源より照射された光を回転中心部に入射し回折し
   て第１の回折光を形成し、かつ前記対象物からの反射光
   を全受光面積にわたって受光し回折して第２の回折光を
   形成するホログラムと、前記対象物上に前記第１の回折
   光を走査させるために、前記ホログラムを前記回転中心
   部を中心軸として回転駆動する駆動手段と、 前記第１の回折光を前記対象物へ向けて反射させ、かつ
   前記対象物からの反射光を前記ホログラムの前記全受光
   面積へ向けて反射させる反射手段と、 前記第２の回折光を受光して前記対象物の情報を読み取
   る読取り手段とを備えることを特徴とする情報読取り装
   置。
3. （３）ビーム状の光を発生する光源と、 情報が書き込まれた対象物と、 前記光源からの光を平面上の実質的回転中心部に受け、
   この受けた前記光を円錐状に移動して反射させ、前記平
   面の実質的全面で受けた前記対象物からの情報を含んだ
   光を前記実質的回転中心部に集光させるホログラムと、 前記ホログラムを前記回転中心部を中心として回転させ
   る駆動手段と、 前記駆動手段による前記ホログラムの回転に伴って、前
   記円錐状に移動する前記光を反射して前記対象物上を前
   記光で走査させると共に、前記対象物からの情報を含ん
   だ光を反射して前記ホログラムの前記平面の実質的全面
   に照射させる反射手段とを備えることを特徴とする情報
   読取り装置。