JPH055855A - 光走査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ミラーの位置及び角度を変えることにより、
ノイズをなくして多方向の走査線を描くことが可能な光
走査装置を提供する。 【構成】 レーザ光源と、このレーザ光源から出射され
た光をビーム整形する整形光学系と、そのビーム整形さ
れたレーザ光を走査するホログラムディスクと、その走
査された走査光を反射、分離、集光するミラー光学系
と、その走査光をバーコードに照射しその反射光を検知
する光検知器とを備えた光走査装置において、ホログラ
ムディスク３へのレーザ光の入射方向に対して反対側に
回折し走査する走査光の回折角が互いに異なるように相
異なる空間周波数を有するホログラムＡ，Ｂを形成し、
この相異なる空間周波数を有するホログラムＡ，Ｂのう
ちの一方のホログラムＡによる回折角度に対応した位置
にミラー８ａを配設し、その他方のホログラムＢによる
回折角度に対応した位置にミラー８ｂを配設した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、レーザバーコードリー
ダの光走査装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来における光走査装置としては、その
第一の従来例として、図６に示すようなものがある。こ
れは、レーザ光源１と、このレーザ光源１から出射され
た光をビーム整形する整形光学系２と、そのビーム整形
されたレーザ光を走査するホログラムディスク３と、そ
の走査された走査光を反射、分離、集光するミラー光学
系４と、その走査光をバーコード面に照射しその反射光
を検知する光検知器５とに大別される。この場合、前記
整形光学系２は、２枚のビーム整形レンズ６と、光路を
変える偏向用のミラー７とよりなっている。また、前記
ホログラムディスク３には、複数枚のホログラム３ａが
形成されている。さらに、前記ミラー光学系４は、前記
ホログラムディスク３の周囲に配設された複数枚のミラ
ー８と、穴開きミラー９と、集光レンズ１０とよりなっ
ている。

【０００３】このような構成において、レーザ光源１か
ら出射されたレーザ光は、ビーム整形レンズ６によりビ
ーム整形され、穴開きミラー９の中央の穴９ａを通過し
てミラー７により反射されて回転するホログラムディス
ク３のホログラム３ａ面に垂直に入射する。そして、そ
のホログラム３ａに入射したビームはその裏面側から回
折されて出射することにより走査光となり、その走査光
は周囲に配設されたミラー８により反射されることによ
り上方に向けて進んでいき、これにより互いに交差する
種々の方向の走査線１１を描く。従って、その走査線１
１上に読取用のバーコード１２を置くことによりその面
上を走査し、これにより情報の読取りが行われる。そし
て、バーコード１２面からの反射光は、上述した経路と
逆方向の経路を辿っていき、再びホログラムディスク３
を通過してミラー７を介して、今度は穴開きミラー９の
ミラー面９ｂにより反射されて集光レンズ１０により集
光され光検知器５に検出され、これにより前記バーコー
ド１２の面に記載された情報の読取り解読を行うことが
可能となる。

【０００４】また、第二の従来例として、特開昭５８−
１１１９号公報に開示されているものがある。これは、
複数枚のホログラムの形成されたホログラムディスクを
用いこれを回転させて走査線を発生させる点で、前述し
た第一の従来例の場合とほぼ同様な読取り原理とみなす
ことができる。この場合、ホログラム群内の各ホログラ
ムレンズを小さく偏芯させることにより、各方向の走査
線を複数の互いにほぼ平行なラスタ走査線として用いる
ことができる。

【０００５】さらに、第三の従来例として、特公昭５６
−２１１３２号公報に開示されているものがある。これ
は、前述した２つの従来例で用いたようなホログラムデ
ィスクは使用せず、円周上に配置した複数個の反射面を
有する固定鏡群と、この固定鏡群の円周の中心上で回転
し入射した光ビームをその固定鏡群に向けて反射する回
転鏡とより構成されおり、これにより互いに交差する多
方向の走査線を描くことができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】第一の従来例の場合、
図５に示すように、ホログラムディスク３への垂直入射
ではその入射線に対称に２方向に回折光Ｋ（走査線）が
生じる。通常の走査方法の場合には種々の方向の走査線
は時系列的に次々に描かれていくため同時に２本以上の
走査線が存在するようなことはないが、しかし、この場
合には同時に２本の走査線Ｋａ，Ｋｂを描く危険性があ
る。図７（ａ）（ｂ）は、そのような２本の走査線が光
検知器５に検出された場合の信号波形ａ，ｂの様子を示
すものである。このように同時に２本の走査線が存在し
た場合、光検知器５には互いに他方の走査線の物体から
の反射光も検出され図７（ｃ）に示すように合成された
信号波形ｃになり、これにより２つの走査線の各信号は
互いに他の走査線による信号に対してノイズとなってし
まうという問題がある。

【０００７】また、第二の従来例の場合、互いに交差す
る２方向の走査線についての例が述べられているが、ホ
ログラムディスクの周囲全体にミラーを配設した場合の
方法については言及されていない。一般に、バーコード
の読取り性能を向上させるためには、あらゆる方向の走
査線を発することが必要であり、そのためにはホログラ
ムディスクの周囲全体にミラーを配置する方が有利であ
るが、しかし、その場合についての問題の解決方法につ
いて記載されていない。

【０００８】さらに、第三の従来例の場合、ホログラム
ディスクの代わりに回転鏡が用いられているが、しか
し、この場合には非対称な形をしているため風による音
が発生したり、回転数を高くできないという問題があ
る。また、ホログラムディスクでは可能なラスタ走査や
焦点位置を変える走査はできない。さらに、広い面積を
風損などのために取ることができないために受光強度が
小さかったり、光学パス長さが長くなると受光強度が小
さくなるという問題がある。また、仮に、その回転鏡を
ポリゴンに変更したとすると、走査角が広くとれないた
めにあらゆる方向の走査線を描くことは難しくなり、も
し、描くとすればポリゴンよりはなれた地点で走査線を
分割する必要があり、光学系全体が大型化してしまうこ
とになる。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明で
は、レーザ光源と、このレーザ光源から出射された光を
ビーム整形する整形光学系と、そのビーム整形されたレ
ーザ光を走査するホログラムディスクと、その走査され
た走査光を反射、分離、集光するミラー光学系と、その
走査光をバーコードに照射しその反射光を検知する光検
知器とを備えた光走査装置において、前記ホログラムデ
ィスクへのレーザ光の入射方向に対して反対側に回折し
走査する走査光の回折角が互いに異なるように相異なる
空間周波数を有するホログラムを形成し、この相異なる
空間周波数を有するホログラムのうちの一方のホログラ
ムによる回折角度に対応した位置にミラーを配設し、そ
の他方のホログラムによる回折角度に対応した位置にミ
ラーを配設した。

【００１０】請求項２記載の発明では、レーザ光源と、
このレーザ光源から出射された光をビーム整形する整形
光学系と、そのビーム整形されたレーザ光を走査するホ
ログラムディスクと、その走査された走査光を反射、分
離、集光するミラー光学系と、その走査光をバーコード
に照射しその反射光を検知する光検知器とを備えた光走
査装置において、前記ホログラムディスクへのレーザ光
の入射方向に対して反対側に回折し走査する走査光の回
折角が互いに異なるように相異なる空間周波数を有する
ホログラムを形成し、その１つのホログラムにより発生
した２本の走査光のうちの１本の走査光が信号読取に用
いられもう１本の走査光が信号読取に用いられないよう
に、それら２本の走査光を各々反射させる位置のミラー
の角度を互いに変えて配設した。

【００１１】請求項３記載の発明では、レーザ光源と、
このレーザ光源から出射された光をビーム整形する整形
光学系と、そのビーム整形されたレーザ光を走査するホ
ログラムディスクと、その走査された走査光を反射、分
離、集光するミラー光学系と、その走査光をバーコード
に照射しその反射光を検知する光検知器とを備えた光走
査装置において、前記ホログラムディスクへのレーザ光
の入射方向に対して反対側に回折し走査する走査光の回
折角が互いに異なるように相異なる空間周波数を有する
ホログラムを形成し、その１つのホログラムにより発生
した２本の走査光のうちの一方の走査光の側にのみミラ
ーを配設した。

【００１２】

【作用】請求項１記載の発明においては、各ホログラム
が相異なる空間周波数を有し、その相異なる回折角に対
応した位置にミラーを配設しているため、同時に２本の
走査線が発生するようなことはなくなり、これにより信
号がだぶったり、ノイズの多い信号となるようなことが
なくなる。

【００１３】請求項２記載の発明においては、回折角に
対応した相異なる角度でミラーを配設しているため、請
求項１記載の発明と同様な作用を得ることができる。

【００１４】請求項３記載の発明においては、相異なる
空間周波数を有するホログラムを通過して得られた回折
角が互いに異なる走査光のうちの一方の走査光の側にの
みミラーを配設し、ホログラムに垂直入射させることに
より発生する対称な２本の走査線のうちの１本のみを走
査に用いることによって、請求項１記載の発明と同様な
作用を得ることができる。

【００１５】

【実施例】本発明の第一の実施例を図１（ａ）（ｂ）及
び図２に基づいて説明する。なお、光走査装置の全体構
成及びその読取り動作については、第一の従来例（図６
参照）とほぼ同様なものと考えられるためここでの説明
は省略し、また、その同一部分の名称については同一符
号を用いる。

【００１６】ここでは、ホログラムディスク３へのレー
ザ光の入射方向に対して反対側に回折し走査する走査光
の回折角が互いに異なるように、図２に示すようなホロ
グラムディスク３において、相異なる空間周波数を有す
るホログラムＡ，Ｂを形成する。また、図１（ａ）に示
すように相異なる空間周波数を有する一方のホログラム
Ａによる回折角度に対応した位置にミラー８ａを配設
し、図１（ｂ）に示すように他方のホログラムＢによる
回折角度に対応した位置にミラー８ｂを配設する。

【００１７】このような構成において、ホログラムディ
スク３へ入射する入射線１３を挾んで対応するミラー８
ａ，８ｂの位置をズラして構成した場合の具体例を図１
（ａ）（ｂ）に基づいて説明する。今、図１（ａ）に示
すように、入射線１３をホログラムＡに対応する位置に
入射させると、これにより回折された走査光１４はミラ
ー８ａにより反射され、その後読取用のビームとして用
いられるが、もう一方の回折された走査光１５は回折角
度に対してミラー８ｂの位置がズレて配置されているた
め反射せず、これにより読取用のビームとして用いられ
ることはない。一方、図１（ｂ）に示すように、入射線
１３をホログラムＢに対応する位置に入射させると、こ
れにより回折された走査光１５はミラー８ｂにより反射
され、その後読取用のビームとして用いられるが、もう
一方の回折された走査光１４は回折角度に対してミラー
８ａの位置がズレて配置されているため反射せず、これ
により読取用のビームとして用いられることはない。

【００１８】上述したように、ホログラムＡ，Ｂが相異
なる空間周波数を有し、その相異なる回折角に対応した
位置にミラー８ａ，８ｂを配設しているため、同時に２
本の走査光１４，１５が発生するようなことはなくな
る。従って、これにより読み取られた信号がだぶった
り、ノイズの多い信号が発生するようなことがなくなる
ため、多方向の走査光を常に安定して描き正確な読取り
を行うことができる。

【００１９】次に、本発明の第二の実施例を図３（ａ）
（ｂ）に基づいて説明する。ここでは、ホログラムＡ，
Ｂによりそれぞれ発生した２本の走査光のうちの１本の
走査光１４（又は走査光１５）が信号読取に用いられ、
もう１本の走査光１５（又は走査光１４）が信号読取に
用いられないように、それら２本の走査光１４，１５を
各々反射させる位置のミラー８ａ，８ｂの角度を互いに
変えて配設したものである。なお、ホログラムディスク
３の構成は図２と同じものを用いる。

【００２０】このような構成において、ホログラムディ
スク３へ入射する入射線１３を挾んで対応するミラー８
ａ，８ｂの角度をズラして構成した場合の具体例を図１
（ａ）（ｂ）に基づいて説明する。今、図３（ａ）に示
すように、入射線１３をホログラムＡに対応する位置に
入射させると、これにより回折された走査光１４はミラ
ー８ａにより反射され、その後、筐体１６内から出射し
て読取用のビームとして用いられるが、もう一方の回折
された走査光１５は回折角度に対してミラー８ｂの角度
がズレて配置されているため筐体１６から外部へ出射せ
ず、これにより筐体１６の内壁を黒くするなどして信号
の読取りに影響しないように処置する。一方、図３
（ｂ）に示すように、入射線１３をホログラムＢに対応
する位置に入射させると、これにより回折された走査光
１５はミラー８ｂにより反射され筐体１６の外部へ出射
し、その後読取用のビームとして用いられるが、もう一
方の回折された走査光１４は回折角度に対してミラー８
ａの角度がズレて配置されているため筐体１６から外部
へ出射せず、これによりその走査光１４を筐体１６の内
壁で吸収させることにより読取用のビームとして用いら
れないようにすることができる。従って、本実施例の場
合にも同時に２本の走査線１４，１５が発生するような
ことがないため、前述した第一の実施例の場合と同様な
効果を得ることができる。

【００２１】本発明の第三の実施例を図４に基づいて説
明する。ここでは、入射線の入射位置Ｓに位置するホロ
グラムディスク３の１つのホログラム（例えば、ホログ
ラムＡ）により発生した２本の走査光１４，１５のうち
の一方の走査光１４の側のＰ領域の位置１７ａにのみミ
ラー８を配設したものである。従って、これによりホロ
グラムディスク３を挾んだ領域のうちの一方の領域Ｐの
位置１７ａ，１８ａ，１９ａ，２０ａのみにミラー８を
配設し、これと反対側の領域Ｑの位置１７ｂ，１８ｂ，
１９ｂ，２０ｂにはミラー８を配設しなくすることによ
り、１つのホログラムにより常に発生する２本の走査線
のうちの１本だけを読取り走査用として用いることが可
能となり、これにより前述した第一の実施例の場合と同
様な効果を得ることができる。

【００２２】

【発明の効果】請求項１記載の発明は、レーザ光源と、
このレーザ光源から出射された光をビーム整形する整形
光学系と、そのビーム整形されたレーザ光を走査するホ
ログラムディスクと、その走査された走査光を反射、分
離、集光するミラー光学系と、その走査光をバーコード
に照射しその反射光を検知する光検知器とを備えた光走
査装置において、前記ホログラムディスクへのレーザ光
の入射方向に対して反対側に回折し走査する走査光の回
折角が互いに異なるように相異なる空間周波数を有する
ホログラムを形成し、この相異なる空間周波数を有する
ホログラムのうちの一方のホログラムによる回折角度に
対応した位置にミラーを配設し、その他方のホログラム
による回折角度に対応した位置にミラーを配設したの
で、各ホログラムが相異なる空間周波数を有し、その相
異なる回折角に対応した位置にミラーを配設しているた
め同時に２本の走査線が発生するようなことはなくな
り、しかも、読取り用の信号がだぶったり、ノイズの多
い信号が発生するようなことがなくなるため、多方向の
走査光を常に安定して描くことができ、これにより正確
な読取りを行うことができるものである。

【００２３】請求項２記載の発明は、レーザ光源と、こ
のレーザ光源から出射された光をビーム整形する整形光
学系と、そのビーム整形されたレーザ光を走査するホロ
グラムディスクと、その走査された走査光を反射、分
離、集光するミラー光学系と、その走査光をバーコード
に照射しその反射光を検知する光検知器とを備えた光走
査装置において、前記ホログラムディスクへのレーザ光
の入射方向に対して反対側に回折し走査する走査光の回
折角が互いに異なるように相異なる空間周波数を有する
ホログラムを形成し、その１つのホログラムにより発生
した２本の走査光のうちの１本の走査光が信号読取に用
いられもう１本の走査光が信号読取に用いられないよう
に、それら２本の走査光を各々反射させる位置のミラー
の角度を互いに変えて配設したので、このように回折角
に対応した相異なる角度でミラーを配設することによっ
て、請求項１記載の発明と同様な効果を得ることができ
るものである。

【００２４】請求項３記載の発明は、レーザ光源と、こ
のレーザ光源から出射された光をビーム整形する整形光
学系と、そのビーム整形されたレーザ光を走査するホロ
グラムディスクと、その走査された走査光を反射、分
離、集光するミラー光学系と、その走査光をバーコード
に照射しその反射光を検知する光検知器とを備えた光走
査装置において、前記ホログラムディスクへのレーザ光
の入射方向に対して反対側に回折し走査する走査光の回
折角が互いに異なるように相異なる空間周波数を有する
ホログラムを形成し、その１つのホログラムにより発生
した２本の走査光のうちの一方の走査光の側にのみミラ
ーを配設したので、このように相異なる空間周波数を有
するホログラムを通過して得られた回折角が互いに異な
る走査光のうちの一方の走査光の側のみにミラーを位置
させ、ホログラムに垂直入射させることにより発生する
対称な２本の走査線のうちの１本のみを走査用に用いる
ことによって、請求項１記載の発明と同様な効果を得る
ことができるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施例であるミラーの位置をズ
ラした場合の様子を示す構成図である。

【図２】ホログラムディスクの様子を示す正面図であ
る。

【図３】本発明の第二の実施例であるミラーの角度をズ
ラした場合の様子を示す構成図である。

【図４】本発明の第三の実施例を示す構成図である。

【図５】従来におけるスキャナの問題点を示す光路図で
ある。

【図６】第一の従来例を示す構成図である。

【図７】光検知器に検出される走査線の信号波形の様子
を示す波形図である。

【符号の説明】

１ レーザ光源 ２ 整形光学系 ３ ホログラムディスク ４ ミラー光学系 ５ 光検知器 ８ａ，８ｂ ミラー Ａ ホログラム Ｂ ホログラム

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 レーザ光源と、このレーザ光源から出射
   された光をビーム整形する整形光学系と、そのビーム整
   形されたレーザ光を走査するホログラムディスクと、そ
   の走査された走査光を反射、分離、集光するミラー光学
   系と、その走査光をバーコードに照射しその反射光を検
   知する光検知器とを備えた光走査装置において、前記ホ
   ログラムディスクへのレーザ光の入射方向に対して反対
   側に回折し走査する走査光の回折角が互いに異なるよう
   に相異なる空間周波数を有するホログラムを形成し、こ
   の相異なる空間周波数を有するホログラムのうちの一方
   のホログラムによる回折角度に対応した位置にミラーを
   配設し、その他方のホログラムによる回折角度に対応し
   た位置にミラーを配設したことを特徴とする光走査装
   置。 【請求項２】 レーザ光源と、このレーザ光源から出射
   された光をビーム整形する整形光学系と、そのビーム整
   形されたレーザ光を走査するホログラムディスクと、そ
   の走査された走査光を反射、分離、集光するミラー光学
   系と、その走査光をバーコードに照射しその反射光を検
   知する光検知器とを備えた光走査装置において、前記ホ
   ログラムディスクへのレーザ光の入射方向に対して反対
   側に回折し走査する走査光の回折角が互いに異なるよう
   に相異なる空間周波数を有するホログラムを形成し、そ
   の１つのホログラムにより発生した２本の走査光のうち
   の１本の走査光が信号読取に用いられもう１本の走査光
   が信号読取に用いられないように、それら２本の走査光
   を各々反射させる位置のミラーの角度を互いに変えて配
   設したことを特徴とする光走査装置。 【請求項３】 レーザ光源と、このレーザ光源から出射
   された光をビーム整形する整形光学系と、そのビーム整
   形されたレーザ光を走査するホログラムディスクと、そ
   の走査された走査光を反射、分離、集光するミラー光学
   系と、その走査光をバーコードに照射しその反射光を検
   知する光検知器とを備えた光走査装置において、前記ホ
   ログラムディスクへのレーザ光の入射方向に対して反対
   側に回折し走査する走査光の回折角が互いに異なるよう
   に相異なる空間周波数を有するホログラムを形成し、そ
   の１つのホログラムにより発生した２本の走査光のうち
   の一方の走査光の側にのみミラーを配設したことを特徴
   とする光走査装置。