JPH056231B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、レーザビーム光等の光ビームを用い
て被走査面を走査し、その被走査面に記録されて
いるバーコード等の記録情報を光学的に読み取る
光学的読取装置に関する。

〈従来の技術〉 従来から、レーザ光源から射出される光ビーム
を走査用回転多面鏡に導き、その走査用回転多面
鏡の回転方向に光ビームを振らせて走査ビームと
し、バーコード等が記録されている被走査面を走
査し、その被走査面において反射された戻りビー
ムを集光して光電変換素子に導き、光電変換して
被走査面に記録されている記録情報を光学的に読
取る光学的読取装置が知られている（特開昭53−
152246号公報参照）。この従来の光学的読取装置
には、その集光手段として、被走査面において反
射された戻りビームを光電変換素子の受光面上に
集光結像させる集光レンズを備えて、被走査面の
走査方向いずれの箇所が走査ビームによつて照明
されているか否かにかかわらず、走査全域にわた
る範囲内の光を戻りビームとして集光レンズによ
つて集光する走査域全域集光方式のものと、戻り
ビームを再度走査用回転多面鏡で反射させて光電
変換素子に導くように構成し、走査ビームにより
照明されている被走査面箇所からの戻りビームの
みを受光するようにした照明箇所光集光方式のも
のがある。

この照明箇所光集光方式も採用した装置として
は、レーザー光源と走査用回多面鏡との間に、光
路分割のための孔あきミラーを配置し、孔あきミ
ラーの孔部を通して走査ビームを投影するととも
に、被走査面で反射された戻りビームを走査用回
転多面鏡及び孔あきミラーで反射させて光電変素
子に導くように構成している。

〈発明が解決しようとする問題点〉 ところで、従来の走査域全域集光方式の光学的
読取装置は戻りビーム以外の外光も戻りビームと
して取り込む構成となつているために、周囲の外
光がノイズ分として取り込まれ、室内照明光等に
よる被走査面の周囲照度が大きいと、周囲照度に
よる影響を受けて戻りビームを信号として読み取
ることが不能となる不具合がある。また、照明箇
所光集光方式を採用した従来の装置では、孔あき
ミラーから被走査面までの間において光ビームの
走査用光路と反射光路とが同一であり、投影され
る光ビームの孔あきミラー孔部による回折光、走
査用回転多面鏡及びその他の光学部品による散乱
部がノイズ分として直接光電変換素子に導かれる
という不具合がある。また、孔あきミラーの反射
面を介して戻りビームを受光するため、光電変換
素子に導かれる戻りビームの光量が制限される不
具合がある。

ことに、被走査対象物の被走査面の情報の読み
取りに確実を期すために、走査用光路内に反射プ
リズム等の反射光学部材を設けて、光ビームを少
なくとも３本以上の複数の走査ビームに分けかつ
被走査面で複数の走査軌跡を描かせるようにした
場合、これらの光学部材によつても受光する戻り
ビームが制限を受け、受光する戻りビームの光量
レベルをあげことは困難となる。

〈発明の目的〉 本発明は、上記従来技術の有する問題点に鑑み
てなされたもので、その目的は、互いに交叉する
少なくとも３本以上の走査軌跡を被走査面に描く
構成とした場合であつても、小型の構成でノイズ
（Ｓ／Ｎ比）の低減を図ることのできる光学的読
取装置を提供することにある。

〈問題点を解決するための手段〉 本発明の光学的読取装置は、光ビームを射出す
る光源と、複数個の反射面を回転軸の周囲に有
し、前記光ビームを前記反射面で反射させて走査
ビームを形成する走査用回転多面鏡と、前記被走
査面で反射された戻りビームを光電変換する光電
変換素子とを有し、前記被走査面の情報を読み取
る光学的読取装置において、走査方向を少なくと
も３方向に振り分けて少なくとも３本の走査ビー
ムを形成するために、前記走査用回転多面鏡の互
いに隣合う反射面の前記回転軸に対する傾斜角度
を異ならせ、かつ、前記走査用回転多面鏡と前記
被走査面との間には、前記少なくとも３本の走査
軌跡が前記被走査面で互いに交叉するように、前
記少なくとも３本の走査ビームのうちの１本を除
いて残りの走査ビームを反射させてその１本の走
査ビームと共に前記被走査面に導く反射光学部材
を設け、前記少なくとも３本の走査ビームの前記
被走査面での反射に基づく少なくとも３本の戻り
ビームを反射させて前記光電換素子に導くため
に、前記被走査面と前記光電変換素子との間に、
前記走査用回転多面鏡に同期回転する戻りビーム
用回転多面鏡を設け、前記少なくとも３本の戻り
ビームは、そのいずれもが前記反射光学部材を避
けた光路を通つて前記戻りビーム用回転多面鏡に
直接導かれることを特徴とする。

〈作用〉 このものによれば、光ビームは、走査用回転多
面鏡の反射面によりその回転方向に振られながら
被走査面に導かれ、被走査面の走査がされる。被
走査面の現に照明されている。ここで、走査用回
転多面鏡は、その互いに隣合う反射面の回転軸に
対する傾斜角度が互いに異なつているので、少な
くとも３本の走査軌跡が被走査面で互いに交叉す
る少なくとも３本の走査ビームが得られる。被走
査面照明箇所において反射された戻りビームは、
光源から走査用回転多面鏡を介して被走査面まで
の走査用光路とは異なる反射光路を通つて戻りビ
ーム用回転多面鏡に導かれ、その戻りビーム回転
多面鏡により光電変換素子が存在する方向に偏向
されて光電変換素子に導かれる。

〈実施例〉 第１図は、光学式読取装置に光学系を示すもの
で、１は駆動モータ、２はその回転軸であつて、
回転軸２には、走査用回転多面鏡３と集光用回転
多面鏡４とが一体に取り付けられている。走査用
回転多面鏡３は、第２図に示すように、八角柱形
状とされ、側面に平行反射面３ａ〜３ｄと、上方
傾斜反射面３ｅ，３ｆと下方傾斜反射面３ｇ，３
ｈとを有している。平行反射面と上方傾斜反射面
と下方傾斜反射面とは、走査用回転多面鏡３の回
転方向に交互に形成されており、平行反射面３ａ
と平行反射面３ｂ、平行反射面３ｃと平行反射面
３ｄ、上方傾斜反射面３ｅと上方傾斜反射面３
ｆ、下方傾斜反射面３ｈと下方傾斜反射面３ｇ
は、各々回転軸２を境に反対位置に存している。
このように、走査用回転多面鏡３は、互いに隣合
う反射面の回転軸に対する傾斜角度が異なつてい
る。この走査用回転多面鏡３は、光ビームをその
回転方向に振らせて、被走査対象物５の被走査面
５ａを走査する機能を有する。この被走査面５ａ
には、第３図に示すように、たとえばバーコード
５ｂが記録されている。

光ビームは、ここではレーザビーム光とされて
おりり、第４図において、６はレーザ光源であ
り、このレーザ光源６から射出されたレーザビー
ム光は、反射ミラー７により反射されて走査用回
転多面鏡３の反射面に導かれるものとなつてお
り、この第４図において、矢印Ａは走査用回転多
面鏡３の回転方向、矢印Ｂはレーザビーム光の走
査方向である。走査用回転多面鏡３と被走査対象
物５との間には、ビーム集光用レンズ８が設けら
れており、符号ｌはその光軸である。このビーム
集光用レンズ８は、レーザビーム光を被走査面５
ａに集束させる機能を有すると共に、被走査面５
ａ上において反射された反射レーザビーム光を略
平行光束として戻りビーム用回転多面鏡４に導く
機能を有する。このビーム集光用レンズ８は、走
査用回転多面鏡３から反射された光ビームの通過
する領域と被走査面からの戻りビームの通過する
領域とをカバーし得る大きさの口径と単一の光軸
とを持つ。戻りビーム用回転多面鏡４は、八角柱
形状とされて、側面に平行反射面４ａ〜４ｈを有
しており、この戻りビーム用回転多面鏡４は、集
光レンズ９、スリツト板１０を介して戻りビーム
１０を光電変換素子１１に導く機能を有してお
り、反射ミラーは戻りビームの反射光路よりも上
方に設けられて、戻りビームを阻害しないように
なつている。この戻りビーム用回転多面鏡４は、
被走査面５ａと光電変換素子との間の光路に位置
し、走査用回転多面鏡３と同期回転されるもの
で、その各反射面がレーザビーム光によつて照明
されている被走査照明箇所の方向を常時向くよう
にされている。前述したスリツト板１０は走査方
向に対して直角な方向でしかも走査領域に対して
充分に幅が小さなスリツトが設けられており、ノ
イズとなる周囲の外光を遮断し、走査照明箇所か
らの光のみを光電変換素子１１に導く機能を有し
ている。このように外光遮断用絞りをスリツト状
にすることにより、後述するように走査用回転多
面鏡３により斜めの走査が行なわれても常に走査
照明箇所からの光を光電変換素子１１に導くこと
ができる。

平行反射面３ａ，３ｂは、第６図に示すよう
に、レーザビーム光を水平方向に反射してそのま
まビーム集光用レンズ８に導く機能を有してお
り、上方傾斜反射論３ｅ，３ｆは、第７図に示す
ように、レーザビーム光を上方に向けて反射し
て、反射光学部材としての反射プリズム１２に導
く機能を有しており、下方傾斜面３ｇ，３ｈは、
第８図に示すように、レーザビーム光を下方に向
けて反射して、反射プリズム１３に導く機能を有
している。その反射プリズム１２，１３は走査用
回転多面鏡３と集光用レンズ８との間に位置す
る。上方傾斜反射面３ｅ，３ｆはレーザビーム光
の入射方向を一定として、その走査用回転多面鏡
３の回転中に見かけの傾き角が逐時変化するため
に、第３図に示すように、平行反射面３ａ〜３ｄ
によつて得られる走査軌跡Ｘに対して斜めの走査
軌跡Ｙを描かせる機能を有し、下方傾斜反射面３
ｇ，３ｈは、レーザビーム光の入射方向を一定と
してその走査用回転多面鏡３の回転中に、平行反
射面３ａ〜３ｄによつて得られる走査軌跡Ｘに対
して斜めの走査軌跡Ｚを描かせる機能を有してお
り、反射プリズム１２，１３は、走査軌跡Ｘ，
Ｙ，Ｚが互いに交差するようにして、光学的に配
置されている。これによつて、バーコード５ｂが
走査軌跡に対して傾むいて配置されている場合に
あつても正確な読取りが可能である。なお、戻り
ビーム用回転多面鏡４を走査用回転多面鏡３と同
一形状の反射面で構成した場合には、前述したス
リツト板１０のかわりにピンホール板を使用する
ことができ、ノイズとなる外光をより有効的に遮
断することがきる。

このものによれば、走査用回転多面鏡３と戻り
ビーム用回転多面鏡４とが同期回転されるので、
レーザビーム光によつて照明されている被走査面
照明箇所からの戻りビームを集光することができ
ると共に、レーザ光源６から走査用回転多面鏡３
を介して被走査面５ａまでの走査用光路と被走査
面５ａから戻りビーム用回転多面鏡４を介して光
電変換素子１１までの反射光路とが異なる構成と
されているので、異なる光路を通つて戻りビーム
を光電変換素子１１に導くことができることにな
り、走査用光路と反射光路とが同一である場合に
戻りビームを走査用光路から分離する光学的手段
が不要となつて、走査用光路と反射光路との一部
が少なくとも同一であることに基づくノイズ分を
低減できる。また、ビーム集光用レンズ８が被走
査面５ａにレーザビーム光を集束させる機能と戻
りビームとを集光する機能の両方を有するので、
光学的読取装置の小型化を図ることもできる。

以上実施例においては、走査用回転多面鏡３と
戻りビーム用回転多面鏡４とを同一のモータ１の
回転軸２に別々に取り付けて、同期回転させる構
成としたが、各別にモータを設けて、その各回転
軸に別々に取り付けて、同期回転させる構成とす
ることもできる。また、実施例においては、走査
用回転多面鏡３と戻りビーム用回転多面鏡４とを
別体に構成したが、一体の構成とすることもでき
る。

〈発明の効果〉 本発明は以上説明したように、走査方向を少な
くとも３方向に振り分けて少なくとも３本の走査
ビームを形成するために、走査用多面鏡の互いに
隣合う反射面の回転軸に対する傾斜角度を異なら
せ、かつ、走査回転多面鏡と被走査面との間に
は、少なくとも３本の走査軌跡が前記被走査面で
互いに交叉するように、少なくとも３本の走査ビ
ームのうちの１本を除いて残りの走査ビームを反
射させてその１本の走査ビームと共に被走査面に
導く反射光学部材を設けたので、走査用回転多面
鏡と反射光学部材という簡単な構成で、被走査面
上で交叉する少なくとも３本の走査軌跡を描くこ
とができ、その場合であつても、走査光路中で発
生する有害反射光（ノイズ）が戻りビーム光路に
混入することを防止できると共に、戻りビームが
その反射光学部材の有効径により制限されないた
め、反射光学部材を大きくしなくとも充分な受光
光量を得ることができ、ノイズ比（Ｓ／Ｎ比）の
低減を図ることができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る光学的読取装置の光学系
の側面図、第２図は第１図に示す走査用回転多面
鏡の斜視図、第３図は第１図に示す被走査面に記
録されているバーコードの配列状態の説明図、第
４図は第１図に示す光学的読取装置の光学系の平
面図、第５図は第１図の−線に沿う断面図、
第６図ないし第８図は、第１図に示す走査用回転
多面鏡の反射方向を説明するための概念図であ
る。 １…駆動モータ、２…回転軸、３…走査用回転
多面鏡、４…戻りビーム用回転多面鏡、５ａ…被
走査面、６…レーザ光源、８…ビーム集光用レン
ズ、１１…光電変換素子。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 光ビームを射出する光源と、 複数個の反射面を回転軸の周囲に有し、前記光
   ビームを前記反射面で反射させて走査ビームを形
   成する走査用回転多面鏡と、前記被走査面で反射
   された戻りビームを光電変換する光電変換素子と
   を有し、前記被走査面の情報を読み取る光学的読
   取装置において、 走査方向を少なくとも３方向に振り分けて少な
   くとも３本の走査ビームを形成するために、前記
   走査用回転多面鏡の互いに隣合う反射面の前記回
   転軸に対する傾斜角度を異ならせ、かつ、前記走
   査用回転多面鏡と前記被走査面との間には、前記
   少なくとも３本の走査軌跡が前記被走査面で互い
   に交叉するように、前記少なくとも３本の走査ビ
   ームのうちの１本を除いて残りの走査ビームを反
   射させてその１本の走査ビームと共に前記被走査
   面に導く反射光学部材を設け、前記少なくとも３
   本の走査ビームの前記被走査面での反射に基づく
   少なくとも３本の戻りビームを反射させて前記光
   電変換素子に導くために、前記被走査面と前記光
   電変換素子との間に、前記走査用回転多面鏡に同
   期回転する戻りビーム用回転多面鏡を設け、前記
   少なくとも３本の戻りビームは、そのいずれもが
   前記反射光学部材を避けた光路を通つて前記戻り
   ビーム用回転多面鏡に直接導かれることを特徴と
   する光学的読取装置。 ２ 前記走査用回転多面鏡から反射された光ビー
   ムの通過する領域と被走査面からの戻りビームの
   通過する領域とをカバーしうる大きさの口径と単
   一光軸とを持ち、光ビームを被走査面上に集光さ
   せると共に該被走査面からの戻りビームを平行光
   束にする集光用レンズ系を、前記走査用回転多面
   鏡及び前記戻りビーム用回転多面鏡の配設位置と
   前記被走査面の配設位置との間に位置させたこと
   を特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の光学
   的読取装置。 ３ 前記走査用回転多面鏡の回転軸と前記戻り用
   回転多面鏡の回転軸とが同軸であることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項に記載の光学的読取装
   置。 ４ 前記走査用回転多面鏡と前記戻りビーム用回
   転多面鏡とが一体に形成されていることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項に記載の光学的読取装
   置。