JPH0612509A - 光学的読取装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】バーコード読取装置等で読取物体の読取高さと
方向を示すホログラム像を表示する光学的読取装置に関
し、物体読取用の光学系に悪影響を及すことなく、最適
読取り高さ及び方向を示す立体像を表示するホログラム
を設けてチェックアウト作業の効率化と読取率の向上を
図ることを目的とする。 【構成】筐体１に内蔵された読取光学系のビーム走査器
から発せられる光ビームを所定の読取窓より出射して読
取窓の上方空間に存在する物体に照射し、物体からの反
射光を検出して該物体の特徴を読取る光学的読取装置で
あって、筐体１の外部に、再生用光源２５からの参照光
の照射で読取窓２０の前方の空間に最適読取り高さ及び
方向の少なくとも１つを示すガイド表示像５を表示する
ホログラム２を設置する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、バーコード読取装置等
で読取物体の読取高さと方向を示すガイド用のホログラ
ム像を表示する光学的読取装置に関する。ホログラム
は、厚さが数μｍ程度の薄膜の光学素子であり、軽量、
小型しかもレンズやプリズムなどと同等あるいはそれ以
上の波面変換機能を持っている。また、複製技術を利用
することにより、大量、安価な光学素子が期待できる。

【０００２】このため近年、レンズなどのかわりにホロ
グラムを光学素子として用いた応用デバイス、例えばＰ
ＯＳ用バーコードリーダ等の光学的読取装置が研究開発
されている。一方、バーコード読取装置では、読取率が
最も高くなる最適読取り高さが決っている。しかし、最
適読取り高さを示す指示がないために、オペレータは必
ずしも最適な位置で商品のバーコードを読取らせておら
ず、この点の改善が望まれる。

【０００３】

【従来の技術】従来のバーコード読取装置にあっては、
装置筐体に内蔵されたビーム走査器から発せられるレー
ザビームを、読取窓により出射して上方空間に存在する
商品等の物体に照射し、その反射光を検出することでバ
ーコードを読取っている。このようなバーコード読取装
置においては、読取窓から一定の高さの範囲に最適読取
高さ及び方向が設定されるのが通例であり、最適読取り
高さおよび方向から物体を通過させると、読取りに失敗
することなく高い読取り率が得られる。

【０００４】しかし、最適読取り高さを物体を通過させ
る空間に指示することができないため、読取窓に通過方
向を示す矢印を印刷などにより表示しているにすぎな
い。このためオペレータは、商品を装置の読取り窓面に
沿って移動させるなど、必ずしも読取率の高い位置で読
ませていなかった。この問題を解決する手段として、本
願発明者等は、バーコード読取装置の読取窓の窓面に、
立体像表示用のホログラムを設け、読取窓の前方の空間
上に、最適読取り高さ及び方向を示す矢印図形等のガイ
ド表示像をホログラムを用いて表示するようにした光学
的読取装置を提案している。

【０００５】図１１は本願発明者等がすでに提案してい
る先願の光学読取装置の一例を示したもので、筐体１の
上面となる読取窓面には反射型のリップマンホログラム
２が取付けられている。リップマンホログラム２は、ガ
ラス基板上に乳剤を塗布し、これに矢印図形等からの物
体光と参照光を照射して２光束の干渉露光により作成さ
れる。

【０００６】筐体１の斜め上方には照明灯３が設置さ
れ、参照光４をリップマンホログラム２に照射すると、
筐体１の１０ｃｍ程度の高さの空間にホログラム像とし
て矢印図形５が表示される。従ってオペレータは矢印図
形５のホログラム像に沿って商品を移動させることで、
バーコードを確実に読取らせることができる。図１２は
本願発明者が提案している先願の他の装置の構成を示し
たもので、読取窓面にリップマンホログラム２を設けた
筐体１をチェックカウンタ６上に垂直に取付けて矢印図
形５のホログラム像を表示することを特徴とする。

【０００７】更に図１３は他の装置構成を示したもの
で、照明灯３を筐体１に取付けたことを特徴とする。図
１４は本願発明者等が提案しいる更に改良された先願の
光学読取装置を示したもので、図１４（ａ）に示すよう
に、筐体１の読取り窓面上に反射型のリップマンホログ
ラム２を備えた導光板８を設け、筐体１に内蔵した光源
１３からの参照光４を導光板８内で全反射させて伝播す
ることでリップマンホログラム２に照射し、その回折像
として図１４（ｂ）に示すように矢印図形５を筐体１の
情報の１０ｃｍ程度の空間にホログラム像として結像さ
せる。

【０００８】ここで反射型のリップマンホログラム２は
図１４（ｃ）に示すように、乳剤９を塗布した導光板８
に下側のプリズム１１を介して記録面に対し臨界角以下
の角度で参照光４を照射し、同時に矢印像１２に照射し
た物体光１０を上側から照射し、２光束の干渉露光によ
り作成する。この図１４の装置では、参照光４を照射す
る照明灯の外部設置を不要とできる。

【０００９】図１５（ａ）（ｂ）は図１５（ｃ）に示す
方法で作成される透過型のリップマンホログラム２を用
いた光学的読取装置を示す。図１６は読取窓にホログラ
ムウィンドを用いた従来のバーコード読取装置の光学系
の説明図である。図１６において、Ｈｅ−Ｎｅレーザ１
４から発振されたレーザビームは回転するポリゴンミラ
ー１６によって水平に走査され、三面ミラー１７の各々
で反射された後に底面ミラー１８で上方に反射され、互
いに交差した３方向の走査パターンとなってホロウィン
ド２０上のホログラム２４ａ，２４ｂ，２４ｃに入射す
る。

【００１０】ホロウィンド２０は、入射したレーザ走査
パターンを２本の垂直走査線ｄ，ｅに３本の交差する走
査線ａ〜ｃを加えた５方向ダイナミッククロス走査パタ
ーン２１に変換して出射する。バーコードに当って反射
してくる信号散乱光は、ホロウィンド２０を通して集め
られ、三面ミラー１７、ポリゴンミラー１６、更に凹面
ミラー１５を介して光検出器２２に導かれる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の読取最適高さ及び方向を示すホログラム像を
空間的に表示するようにしたバーコード読取装置等の光
学的読取装置にあっては、装置の読取窓面に立体像を表
示するためホログラムを設置するようにしていたため、 装置が厚くなり、 立体像表示用ホログラムによる商品読取り用走査ビー
ムの出力低下を考慮にいれると、立体像表示用ホログラ
ムの作成条件および立体像再生条件が制約を受け、 立体像表示用ホログラムによる透過光の一部が迷光と
なり、バーコード情報読取用の光検知器に戻され、商品
の読取りに悪影響を及す、という問題があった。

【００１２】本発明は、このような問題点に鑑みてなさ
れたもので、物体読取用の光学系に悪影響を及すことな
く、最適読取り高さ及び方向を示す立体像を表示するホ
ログラムを設けてチェックアウト作業の効率化と読取率
の向上を図ることのできる光学的読取装置を提供するこ
とを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】図１は本発明の原理説明
図である。まず本発明は、筐体１に内蔵された読取光学
系のビーム走査器から発せられる光ビームを所定の読取
窓２０より出射して該読取窓２０の上方空間に存在する
物体に照射し、該物体からの反射光を検出して該物体の
特徴を読取る光学的読取装置を対象とする。

【００１４】このような光学的読取装置につき本発明に
あっては、筐体１の外部に、再生用光源２５からの参照
光４の照射で読取窓２０の前方の空間に最適読取り高さ
及び方向の少なくとも１つを示すガイド表示像５を表示
するホログラム２を設置したことを特徴とする。ここで
チェックカウンタ上に筐体１を水平に設置する場合に
は、ホログラム２は筐体１の読取面に対し垂直に設置す
る。またチェックカウンタの横に筐体を垂直に立てて設
置する場合には、ホログラム２をチェックカウンタ上に
配置する。

【００１５】更にホログラム２は多重露光により作成さ
れ、少なくとも２種類以上のガイド表示像５を再生表示
できるようにしてもよい。一方、再生用光源２５として
は外部に設置する以外に、筐体１に内蔵した再生用光源
２５からの参照光４をホログラム基板中を全反射伝播さ
せてホログラム２に照射してもよい。

【００１６】ここで再生用光源２５として、レーザー光
源、発光ダイオード或いは蛍光管を用いることができ
る。更に、読取窓２０として内蔵したビーム走査器から
の走査ビームを１次回折光の走査ビームに変換して物品
情報を読取るために出力する１又は複数のホログラムを
備え、ホログラムからの透過光を再生用参照光４として
立体像表示用のホログラム２を照射することでガイド表
示像４を表示する。

【００１７】また筐体１に内蔵したビーム走査器による
光源からの走査光を、一部の走査範囲でホログラム２に
再生参照光４として照射してガイド表示像４を表示する
こともできる。

【００１８】

【作用】このような構成を備えた本発明の光学的読取装
置によれば、ガイド表示のためのホログラム立体像を表
示させるホログラム２は、読取窓２０から離れた筐体１
の外部に設置されているため、ホロウィンドとしての読
取窓２０が厚くならず、またホロウィンドの作成条件や
立体像の再生系の制約を緩和できる。

【００１９】また立体像表示用のホログラム２に読取用
の走査ビームが入射しないため、ホログラム２から迷光
を発生せず、立体像表示用ホログラム２を設けても読取
光学系への悪影響を確実に防止できる。更に、読取光学
系に内蔵したホログラム２に対する再生用光源２５から
の参照光の照射で、読取窓２０の前方の１０ｃｍ程度の
空間にホログラム回折像としてのガイド表示像５が表示
され、このガイド表示像５を見てオペレータは最適読取
範囲で商品を移動させることができ、読取率を大幅に向
上できる。

【００２０】

【実施例】図２は本発明の第１実施例を示した実施例構
成図である。図２において、１はバーコード読取装置の
筐体であり、筐体１はチェックカウンタ２６上に読取面
としてのホロウィンド２０を水平にした状態で設置して
いる。筐体１の側面にはホロウィンド２０に対し垂直に
立体像表示用ホログラムとしてのリップマンホログラム
２が設置されている。また、筐体１には支柱２７によっ
て再生用光源２５が設置され、リップマンホログラム２
に対し参照光４を照射するようにしている。

【００２１】リップマンホログラム２としては、この実
施例にあっては反射型が使用される。リップマンホログ
ラム２に再生用光源２５より参照光４を照射するとリッ
プマンホログラム２のホログラム回折光によって矢印図
形でなるガイド表示像５のホログラム像が得られる。こ
のガイド表示像５はホロウィンド２０の前方（右側）の
斜め上方約１０ｃｍ程度の空間に表示され、ホロウィン
ド２０に対する商品の最適読取高さ及び方向を示すよう
になる。

【００２２】ここで、立体像表示用のリップマンホログ
ラム２は筐体１のホロウィンド２０に対し十分離れた外
部位置に設置されているため、ホロウィンド２０からの
透過光は立体像表示用のリップマンホログラム２には入
らず、ホロウィンド２０内の読取光学系に迷光が入り込
んで悪影響を及ぼすことはない。図３は本発明の第２実
施例を示した実施例構成図である。この実施例にあって
は、筐体１のホロウィンド２０を垂直にしてチェックカ
ウンタ２６に対し設置したことを特徴とする。

【００２３】このように筐体１をチェックカウンタ２６
に対し垂直に配置した場合には、立体像表示用のリップ
マンホログラム２は筐体１のホロウィンド２０に対し垂
直に設置するとチェックカウンタ２６上に設置されるこ
とになる。リップマンホログラム２に対しては、筐体１
に支柱２７により設けた再生用光源２５からの参照光４
が照射され、ホロウィンド２０の前方の約１０ｃｍ程度
の空間に最適読取高さ及び方向を示す矢印図形でなるガ
イド表示像５を表示するようになる。

【００２４】この図３の第２実施例にあっても、ホロウ
ィンド２０からの透過光はリップマンホログラム２に入
射せず、読取光学系に対し迷光を生じない。図４は本発
明の第３実施例を示した実施例構成図である。図４にお
いて、ホロウィンド２０の内部には読取光学系が設けら
れる。この読取光学系はレーザ光源としてのＨｅ−Ｎｅ
レーザ１４、光源ミラー１５、五角形の表面をもったポ
リゴンミラー１６、３つのミラー１７ａ〜１７ｃを備え
た三面ミラー１７、底面ミラー１８及び物体からの散乱
光を検出する光検出器２２を備える。

【００２５】この読取光学系は図１６に示したと同様に
して、ホロウィンド２０の所定の空間に走査パターンａ
〜ｅで示す５方向ダイナミッククロス走査パターンをホ
ロウィンド２０に形成した３本のホログラム２４ａ〜２
４ｃのホログラム回折光によって形成する。ホロウィン
ド２０の側面には立体像表示用のリップマンホログラム
２が垂直に設置されている。リップマンホログラム２に
対してはホロウィンド２０に対する読取光学系からの走
査光のホログラムを透過した透過光（０次光）を参照光
として照射し、リップマンホログラム２によるホログラ
ム回折光によってホロウィンド２０の前方空間約１０ｃ
ｍにガイド表示像５を形成する。

【００２６】図４の実施例にあっては、ホロウィンド２
０に形成された３本のホログラムの内の１つであるホロ
グラム２４ａを一例として示しており、ポリゴンミラー
１６から三面ミラー１７のミラー１７ａで反射して底面
ミラー１８に入射し、更に底面ミラー１８で反射してホ
ログラム２４ａに入射する。ホログラム２４ａに入射し
た走査光はホログラム回折光により走査パターンａを形
成する。同時に、ホログラム２４ａの透過光がリップマ
ンホログラム２に参照光パターンＡ₀ として照射され、
このホログラム回折光によりホロウィンド２０の前方の
空間にガイド表示像Ａを表示する。

【００２７】図５は図４の実施例における走査パターン
ａを得るための読取光学系の動作を示したもので、図４
に示しているホロウィンド２０に設けたホログラム２４
ａによる走査ビームのホログラム回折光で走査パターン
ａを形成し、同時にホログラム２４ａの透過光Ａ₀ が得
られる状態を示している。図６は図５の走査パターンａ
と同時に得られる透過光Ａ₀ をリップマンホログラム２
に対する参照光として入射したときのガイド用表示像Ａ
の表示状態を示している。

【００２８】更に、図７は図４の実施例においてホロウ
ィンド２０に設けたホログラム２４ｃによって垂直の走
査パターンｅを形成した状態を示しており、この場合に
はホログラム２４ｃより透過光Ｅ₀ が外部に出される。
図８は図７の垂直走査パターンｅを形成する際に得られ
る透過光Ｅ₀ をリップマンホログラム２に対する参照光
として入射した状態を示し、透過光Ｅ₀ のリップマンホ
ログラム２に対する照射でホロウィンド２０の前方空間
にガイド表示像Ｅが形成される。

【００２９】このようなホロウィンド２０に設けたホロ
グラム２４ａ〜２４ｃによる走査パターンａ〜ｅと、同
時に得られるリップマンホログラム２に対する参照光と
しての透過光は図５〜図８に示した以外の走査パターン
についても同様であり、その結果、図４に示すようにポ
リゴンミラー１６の回転に伴う透過光のリップマンホロ
グラム２に対する順次走査でホロウィンド２０の前方約
１０ｃｍ程度の空間に、例えばＡ，Ｂ，Ｃで示すガイド
表示像を形成することができる。

【００３０】図９は本発明の第４実施例を示した実施例
構成図であり、この実施例にあっては読取光学系に設け
た光源からの走査ビームを一部の範囲でガイド用の立体
像表示用の参照光として使用したことを特徴とする。図
９において、まず読取光学系に設けられたポリゴンミラ
ー１６は、これまでの実施例とは異なり四角形のものを
使用している。また、読取光学系の三面ミラー１７の両
側のミラー１７ａ，１７ｃに続いては、図１０から明ら
かなように平行にミラー２８ａ，２８ｂを設置してい
る。更に、ホロウィンド２０上の読取走査用の３つのホ
ログラム２４ａ〜２４ｃを除く位置に透過型ホログラム
３０を設けている。

【００３１】この図９の実施例にあっては、図１０の読
取光学系の平面図から明らかなように、四角形のポリゴ
ンミラー１６の回転により三面ミラー１７に対するビー
ム走査範囲では読取用の走査パターンが形成されるが、
その両側の斜線で示す走査範囲についてはミラー２８
ａ，２８ｂで反射され、ホロウィンド２０上の透過型ホ
ログラム３０に入射し、図９から明らかなように透過型
ホログラム３０の回折光として立体像表示用のリップマ
ンホログラム２に対し参照光を照射し、ホロウィンド２
０の前方の所定高さ位置にガイド用表示像Ａを形成す
る。

【００３２】尚、図９及び図１０の第４実施例にあって
は、透過型ホログラム３０を使用して走査ビームを一部
の範囲で立体像表示用のリップマンホログラム２の参照
光とて照射しているが、透過型ホログラム３０の代わり
に反射型ホログラムを使用しても良いし、単なるミラー
を使用しても良い。また、透過型あるいは反射型ホログ
ラム３０を使用した場合には、ホログラム回折光のみな
らず透過光もうまくリップマンホログラムに入射し、同
時に複数のガイド表示像を表示できるようにしても良
い。

【００３３】また、上記の実施例にあっては、専用の再
生用光源２５あるいは読取走査用の走査ビームを使用し
て立体像表示用のリップマンホログラム２に参照光を照
射するようにしているが、他の実施例として図１４また
は図１５に示した基板として導光板８を用いた構造のリ
ップマンホログラムを使用し、筐体１に内蔵した光源か
らリップマンホログラムの導光板に参照光を入射して内
部を全反射することにより伝播して反射型あるいは透過
型のホログラムに参照光を照射しても良い。

【００３４】また、上記の各実施例で使用するガイド表
示用のホログラム立体像を再生するための再生用光源と
してはレーザ光源、蛍光管、発光ダイオード（ＬＥＤ）
のいずれであっても良い。

【００３５】

【発明の効果】以上説明してきたように本発明によれ
ば、物体の最適読取位置及び方向を示すガイド表示像を
表示するホログラムを筐体読取面から離れた外部位置に
設置しているため、読取走査ビームを回折光として得る
際の透過光が立体像表示用のホログラムに入射せず、読
取光学系に迷光として入ることがなく、ガイド表示をホ
ログラム像により行っていてもバーコード等の物体の特
徴を検出するための本来の読取走査に悪影響を及ぼすこ
とがない。

【００３６】また、ホロウィンドを読取面に用いても立
体像表示用のホログラムは読取用のホロウィンドとは全
く別に設置させるため、両者の作成条件及び再生条件に
相互の制約がなく、読取用のホロウィンド及び立体像表
示用のホログラムの作成条件及び再生条件を自由に設定
できる。更に、読取面の前方の所定の空間に最適読取高
さ及び方向を示すホログラム像が表示されるためオペー
レータの操作を容易にして、高い読取率を得ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理説明図

【図２】本発明の第１実施例構成図

【図３】本発明の第２実施例構成図

【図４】本発明の第３実施例構成図

【図５】図４の走査パターンａの透過光Ａ₀ の説明図

【図６】図５の走査パターンａの透過光Ａ₀ によるガイ
ド表示像Ａの説明図

【図７】図４の走査パターンｅの透過光Ｅ₀ の説明図

【図８】図７の走査パターンｅの透過光Ｅ₀ によるガイ
ド表示像Ｅの説明図

【図９】本発明の第４実施例構成図

【図１０】図９の光学系の平面図

【図１１】先願発明の一例を示した説明図

【図１２】先願発明の他の例を示した説明図

【図１３】先願発明の他の例を示した説明図

【図１４】再生参照光の光源を内蔵した先願発明の説明
図

【図１５】再生参照光の光源を内蔵した先願発明の他の
例を示した説明図

【図１６】ホログラムウィンドを用いた従来のバーコー
ド読取装置における読取光学系の説明図

【符号の説明】

１：筐体 ２：ホログラム（リップマンホログラム） ５：ガイド表示像（矢印図形） １４：Ｈｅ−Ｎｅレーザー １５：凹面ミラー １６：ポリゴンミラー １７：三面ミラー １７ａ〜１７ｃ：ミラー １８：底面ミラー ２０：ホロウィンド ２２：光検出器 ２４ａ〜２４ｂ：ホログラム（走査パターン用） ２５：再生用光源 ２６：チェックカウンタ ２７：支柱 ２８ａ，２８ｂ：ミラー ３０：ホログラム

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉川 浩寧 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 山岸 文雄 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】筐体１に内蔵された読取光学系のビーム走
   査器から発せられる光ビームを所定の読取窓２０より出
   射して該読取窓２０の上方空間に存在する物体に照射
   し、該物体からの反射光を検出して該物体の特徴を読取
   る光学的読取装置に於いて、 前記筐体１の外部に、再生用光源２５からの参照光の照
   射で読取窓２０の前方の空間に最適読取り高さ及び方向
   の少なくとも１つを示すガイド表示像５を表示するホロ
   グラム２を設置したことを特徴とする光学的読取装置。
2. 【請求項２】請求項１記載の光学的読取装置に於いて、
   前記ホログラム２は筐体１の読取面に対し垂直に設置し
   たことを特徴とする光学的読取装置。
3. 【請求項３】請求項１記載の光学的読取装置に於いて、
   前記ホログラム２をチェックカウンタ上に配置したこと
   を特徴とする光学的読取装置。
4. 【請求項４】請求項１記載の光学的読取装置に於いて、
   前記ホログラム２は多重露光により作成され、少なくと
   も２種類以上のガイド表示像５を再生表示することを特
   徴とする光学的読取装置。