JPS60254111A - Hologram scanner - Google Patents

Hologram scanner

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Publication number
JPS60254111A
JPS60254111A JP59111635A JP11163584A JPS60254111A JP S60254111 A JPS60254111 A JP S60254111A JP 59111635 A JP59111635 A JP 59111635A JP 11163584 A JP11163584 A JP 11163584A JP S60254111 A JPS60254111 A JP S60254111A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
hologram
light
read
hologram disk
detector
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP59111635A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kozo Yamazaki
行造 山崎
Fumio Yamagishi
文雄 山岸
Hiroyuki Ikeda
池田 弘之
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
Priority to JP59111635A priority Critical patent/JPS60254111A/en
Publication of JPS60254111A publication Critical patent/JPS60254111A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B26/00Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/08Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
    • G02B26/10Scanning systems
    • G02B26/106Scanning systems having diffraction gratings as scanning elements, e.g. holographic scanners

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)

Abstract

PURPOSE:To improve light utilization efficiency by arranging a body to be read at the side oppsite to an irradiated surface about an axis of rotation so that scanning laser light emitted from a hologram is directed to the inside of a hologram disk, and increasing an angle of diffraction. CONSTITUTION:A detector 10 is provided onto the axis ax of rotation of the hologram disk 12. Incident laser light 5 from a light source which is not shown in a figure is reflected by a mirror 4 to illuminate and pass through the hologram disk 12, and diffracted scanning light 6 passes over the axis ax of the hologram disk 12 to irradiate the body 2 to be read arranged at the opposite side of the axis. Signal scattered light 7 reflected by a body 2 reaches the hologram disk surface 12a and is diffracted to strike the detector 10 as a convergent spherical wave 11. Consequently, the angle theta of diffraction is increased and a reliable read superior in light utilization efficiency is made by the simple device. The device is used suitably to read bar codes.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、ホログラムディスクを用いてレーザビームを
被読取り物体に走査し、その反射光を集光し検知するホ
ログラムスキャナに関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field of the Invention] The present invention relates to a hologram scanner that uses a hologram disk to scan an object to be read with a laser beam, and collects and detects the reflected light.

〔従来技術とその問題点〕[Prior art and its problems]

ホログラムを移動させるとレンズとして作用し、−次回
折光が振れ、1本の走査線を描く。この作用を応用し、
円板に複数のホログラムを配設して回転させると、種々
の走査パターンが得られる。
When the hologram is moved, it acts as a lens, and the -order diffracted light is deflected to draw a single scanning line. Applying this effect,
By placing a plurality of holograms on a disk and rotating it, various scanning patterns can be obtained.

この走査原理は、POSシステムにおけるバーコード読
取り装置として利用されている。このホログラムスキャ
ナは、従来の回転多面鏡を使用する装置に比べて、構成
が簡単、軽量で、光学系も簡素で低価額であるなどの長
所を有している。
This scanning principle is used as a barcode reader in POS systems. This hologram scanner has advantages over conventional devices using rotating polygon mirrors, such as a simple configuration, light weight, simple optical system, and low cost.

第3図は光源としてレーザダイオードを使用したホログ
ラムスキャナの側面図である。1はホログラムディスク
、2はバーコード等の被読取り物体、3はホログラムデ
ィスク1を回転させるモータである。ホログラムディス
ク1には円周方向に複数のホログラムを配設してあり、
このホログラム位置(1a)に、ミラー4で反射させた
レーザビーム5を照射し、モータ3でホログラムディス
ク1を連続回転させる。するとホログラムの干渉縞によ
り、回折角θの走査ビーム6となり、パーコ−ド等の被
読取り物体2に収束して走査する。そして反射した信号
散乱光7は、ホログラムディスク1の照射面la上に到
達し、ホログラムディスク1の下面側に回折して平面波
8となる。この平面波8は、レンズ9で検知器10上に
結像され、バーコードの読取りが行われる。このように
回折光が平面波となるホログラムは、公知の手法により
発散球面波と平面波を重ねて照射し干渉縞を作成するこ
とで得られる。
FIG. 3 is a side view of a hologram scanner using a laser diode as a light source. 1 is a hologram disk; 2 is an object to be read such as a bar code; and 3 is a motor for rotating the hologram disk 1. A plurality of holograms are arranged on the hologram disk 1 in the circumferential direction,
This hologram position (1a) is irradiated with a laser beam 5 reflected by a mirror 4, and the hologram disk 1 is continuously rotated by a motor 3. Then, due to the interference fringes of the hologram, it becomes a scanning beam 6 with a diffraction angle θ, which converges on and scans the object 2 to be read, such as a Parcode. The reflected signal scattered light 7 then reaches the irradiation surface la of the hologram disk 1, is diffracted toward the lower surface of the hologram disk 1, and becomes a plane wave 8. This plane wave 8 is imaged onto a detector 10 by a lens 9, and a barcode is read. A hologram in which the diffracted light is a plane wave as described above can be obtained by irradiating a diverging spherical wave and a plane wave in a layered manner using a known method to create interference fringes.

ところがホログラムスキャナにおいても、その普及を図
るには更にコストダウンやコンパクト化を実現する必要
があり、そのためには更に部品点数の削減や構成の簡素
化を行う必要がある。このような要請から、レンズ9が
不必要な装置として、第4図のような構成が試みられて
いる。このホログラムディスクは、バーコードを走査し
て反射した信号散乱光7が、ホログラムディスク1を通
過し回折すると、収束球面波11となって回転軸心ax
上に結像し、回転軸心ax上に配設された検知器10で
読取られる。いわゆるセルフフォーカスが可能となり、
集光レンズが不必要である。なおこのようにレンズを使
用しないでも回転軸心ax上に集光できるホログラムは
、第4図(ロ)のように、発散球面波Aと収束球面波B
を重ねて照射し、干渉縞を作成することで得られる。こ
のとき、収束球面波Bが回転軸心ax上に収束するよう
に、作成光を照射する。
However, in order to spread the use of hologram scanners, it is necessary to further reduce costs and make them more compact, and for this purpose, it is necessary to further reduce the number of parts and simplify the configuration. In response to such demands, a configuration as shown in FIG. 4 has been attempted as a device that does not require the lens 9. In this hologram disk, when the signal scattered light 7 reflected by scanning a barcode passes through the hologram disk 1 and is diffracted, it becomes a convergent spherical wave 11 and is centered around the rotation axis ax.
An image is formed above and read by a detector 10 disposed on the rotation axis ax. So-called self-focus becomes possible,
No condensing lens is required. A hologram like this, which can focus light on the rotation axis ax without using a lens, has a divergent spherical wave A and a convergent spherical wave B, as shown in Figure 4 (b).
It is obtained by overlapping irradiation to create interference fringes. At this time, the creation light is irradiated so that the convergent spherical wave B converges on the rotation axis ax.

このようにレンズを使用しなくても、信号散乱光を一点
に集光できるので、部品点数を節減して、構造の簡素化
、コンパクト化を実現する上では優れている。
In this way, the signal scattered light can be focused on a single point without using a lens, which is excellent in terms of reducing the number of parts and realizing a simpler and more compact structure.

第3図の場合は、図からも明らかなように、入射ビーム
5の回折角θも、信号散乱光7が回折した出射光8の回
折角も大きい。つまりホログラムの干渉縞のピッチが細
かく、空間周波数が高いために、光使用効率が大きい。
In the case of FIG. 3, as is clear from the figure, both the diffraction angle θ of the incident beam 5 and the diffraction angle of the output light 8 resulting from the diffraction of the signal scattered light 7 are large. In other words, the hologram's interference fringes have a fine pitch and a high spatial frequency, so the light usage efficiency is high.

これに対し第4図(イ)の構成では、ホログラム通過後
の走査ビーム6も出射信号光11も回折角が小さい。つ
まりホログラムの干渉縞のピッチが粗く、空間周波数が
低いために、光使用効率が小さい。光使用効率が低いと
、入射レーザ光に対し、信号として検知器10で検知で
きる光量が少ないので、信頼性の高い読取りを行うこと
が困難になり、レンズが不必要になったものの、特性が
低下することになる。
On the other hand, in the configuration shown in FIG. 4(a), both the scanning beam 6 after passing through the hologram and the output signal light 11 have small diffraction angles. In other words, the pitch of the interference fringes of the hologram is coarse and the spatial frequency is low, so the light usage efficiency is low. If the light usage efficiency is low, the amount of light that can be detected by the detector 10 as a signal relative to the incident laser light is small, making it difficult to perform reliable readings, and although the lens is no longer necessary, the characteristics This will result in a decline.

〔本発明の技術的課題〕[Technical problem of the present invention]

本発明の技術的課題は、従来のホログラムスキャナにお
けるこのような問題を解消し、光使用効率を低下させる
ことなしに、部品点数の削減、構造の簡素化、コンパク
ト化を実現することにある。
A technical object of the present invention is to eliminate such problems in conventional hologram scanners, and to reduce the number of parts, simplify the structure, and make it more compact without reducing the light usage efficiency.

〔発明の技術的手段〕[Technical means of invention]

この技術的課題を解決するために講じた本発明による技
術的手段は、ホログラムディスクを回転させ、光ビーム
を回折させることでレーザ光を走査し、走査された被読
取り物体からの信号散乱光を同一のホログラムで集光し
、更にレンズ等の補助集光光学素子を用いずに検知器上
に結像させるセルフフォーカス型のホログラムスキャナ
であって、該ホログラムから出射する走査レーザ光がホ
ログラムディスクの内側(回転軸心側)に指向するよう
に、被読取り物体を回転軸心に対しホログラムディスク
の照射面とは反対側に配設し、検知器は回転軸心上に配
設する構成を採っている。
The technical means of the present invention taken to solve this technical problem scans the laser beam by rotating a hologram disk and diffracting the light beam, and collects the signal scattered light from the scanned object to be read. A self-focusing hologram scanner that focuses light on the same hologram and forms an image on a detector without using an auxiliary focusing optical element such as a lens, and the scanning laser beam emitted from the hologram is The object to be read is placed on the opposite side of the hologram disk's irradiation surface with respect to the rotation axis so that it is oriented inward (toward the rotation axis), and the detector is placed on the rotation axis. ing.

〔技術的手段の作用〕[Effect of technical means]

この技術的手段によれば、被読取り物体が、ホログラム
ディスクの回転軸心に対しホログラムディスクの照射面
とは反対側に配設され、検知器は回転軸心上に配設され
ている。そして再生光は、ホログラムディスクの照射面
から検知器に収束する信号光の光軸上から照射面に入射
させる。したがって照射面に入射し、ホログラムディス
クの照射面を通過した走査レーザ光は、ホログラムディ
スクの回転軸心上を通過して、反対側位置の被読取り物
体に到達し、走査が行われる。そして照射面で反射した
信号散乱光は、同じ照射面で回転軸心上の検知器に収束
回折され、検知される。
According to this technical means, the object to be read is disposed on the opposite side of the irradiation surface of the hologram disk with respect to the rotation axis of the hologram disk, and the detector is disposed on the rotation axis. Then, the reproduction light is made to enter the irradiation surface from the optical axis of the signal light that converges on the detector from the irradiation surface of the hologram disk. Therefore, the scanning laser beam that has entered the irradiation surface and passed through the irradiation surface of the hologram disk passes on the rotation axis of the hologram disk, reaches the object to be read at the opposite position, and scans it. The signal scattered light reflected on the irradiation surface is convergently diffracted and detected by a detector on the rotation axis on the same irradiation surface.

このように検知器は、ホログラムディスクの回転軸心上
に配設されるので、レンズ無しに検知器上に結像できる
。また検知器は回転軸心上に配設され、被読取り物体は
、回転軸心上を越えて回転軸に対し照射面とは反対側に
配設されるので、し−ザ光の回折角が大きくなり、先使
用効率が格段と向上する。
Since the detector is thus disposed on the rotational axis of the hologram disk, an image can be formed on the detector without a lens. In addition, the detector is placed on the rotation axis, and the object to be read is placed beyond the rotation axis on the opposite side of the rotation axis to the irradiation surface, so that the diffraction angle of the laser light is It becomes larger and the efficiency of first use is greatly improved.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

次に本発明によるホログラムスキャナが実際上どのよう
に具体化されるかを実施例で説明する。
Next, examples will be used to explain how the hologram scanner according to the present invention is actually implemented.

第1図は本発明によるホログラムスキャナの実施例の側
面図である。12はホログラムディスクであり、検知器
10は、第4図の場合と同様にホログラムディスク12
の回転軸心ax上に配設されている。
FIG. 1 is a side view of an embodiment of a hologram scanner according to the invention. 12 is a hologram disk, and the detector 10 is connected to the hologram disk 12 as in the case of FIG.
It is arranged on the rotation axis ax of.

被読取り物体2は、従来の装置とは全く逆に、ホログラ
ムディスクの照射面12aから回転軸心ax上を越えた
位置に、走査レーザ光が導かれるように配設されている
。したがって入射光5がホログラムディスク12を通過
し回折した走査光6は、ホログラムディスク12の回転
軸心aX上を通過して、被読取り物体2に到達し、走査
する。つまり従来の装置では、照射面から出射した走査
光は、そのままホログラムディスクの外側に向けて出射
し、被読取り物体に到達するが、本発明では逆にホログ
ラムディスクの回転軸側(内側)に向けて出射し、回転
軸心上を通過して被読取り物体に到達する。
The object to be read 2 is disposed so that the scanning laser beam is guided to a position beyond the rotation axis ax from the irradiation surface 12a of the hologram disk, completely contrary to the conventional apparatus. Therefore, the scanning light 6 obtained by diffracting the incident light 5 through the hologram disk 12 passes on the rotation axis aX of the hologram disk 12, reaches the object to be read 2, and scans it. In other words, in the conventional device, the scanning light emitted from the irradiation surface is directly emitted toward the outside of the hologram disk and reaches the object to be read, but in the present invention, the scanning light is conversely directed toward the rotation axis side (inside) of the hologram disk. The beam is emitted, passes over the rotation axis, and reaches the object to be read.

その結果被読取り物体2で反射された信号散乱光7も、
回転軸心ax上を通過して元の照射面12aに反射する
。そして回折された収束球面波の信号光11は、回転軸
心上の検知器10に結像し読取られる。
As a result, the signal scattered light 7 reflected by the object 2 to be read also
The light passes over the rotation axis ax and is reflected back to the original irradiation surface 12a. The diffracted convergent spherical wave signal light 11 forms an image on a detector 10 on the rotation axis and is read.

このように本発明では、被読取り物体2も、照射面12
aに対し、検知器10と同様に回転軸心ax側に配設さ
れるので、照射面12aにおける回折角θは極めて大き
い。このような回折特性を有するホログラムを作成する
には、第2図のように、被読取り物体2の位置を光源と
する発散球面波Aと、検知器10の位置に焦点を結ぶ収
束球面波Bを重ねて照射し、干渉縞を作成する。こうし
て作成された複数のホログラムピースを、円盤に円周方
向に配列する。もちろん1枚のホログラム材料に直接、
第2図の手法で円周方向にホログラムを作成していくこ
ともできる。
In this way, in the present invention, the object to be read 2 also has the irradiation surface 12.
The diffraction angle θ at the irradiation surface 12a is extremely large because it is disposed on the rotation axis ax side with respect to a, like the detector 10. In order to create a hologram with such diffraction characteristics, as shown in FIG. are irradiated in layers to create interference fringes. The plurality of hologram pieces created in this way are arranged in the circumferential direction on a disk. Of course, directly on one piece of hologram material,
It is also possible to create holograms in the circumferential direction using the method shown in FIG.

このように回折角の大きなホログラムは、干渉縞のピッ
チが密で、空間周波数が高く、先使用効率が高いので、
入射レーザ光を有効に被読取り物体に導き、かつ検知器
まで導くことで、信頼性の高い読取りを行うことができ
る。また検知器1oは、ボログラムディスク12の回転
軸心ax上に配設するので、収差を伴うことなしに、セ
ルフフォーカスを実現することができる。
A hologram with such a large diffraction angle has a dense pitch of interference fringes, a high spatial frequency, and a high first use efficiency.
By effectively guiding the incident laser beam to the object to be read and also guiding it to the detector, highly reliable reading can be performed. Further, since the detector 1o is arranged on the rotation axis ax of the bologram disk 12, self-focusing can be realized without aberrations.

〔発明の効果〕 以上のように本発明によれば、被読取り物体を、ホログ
ラムディスクの回転軸心に対し照射面とは反対側に配設
して、走査光が回転軸心側に指向し、回転軸心上を通過
して被読取り物体に到達する構成になっている。そのた
めホログラムの回折角を大きくし、先使用効率に優れた
信頼性の高い読取りを行うことができる。また収差を伴
うことなしに、レンズを要しないセルフフォーカスを実
現でき、ホログラムスキャナの構成の簡素小型化、部品
点数の削減、軽量化などを実現した、安価な装置が得ら
れる。
[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, the object to be read is disposed on the side opposite to the irradiation surface with respect to the rotation axis of the hologram disk, and the scanning light is directed toward the rotation axis. , passing over the rotation axis to reach the object to be read. Therefore, it is possible to increase the diffraction angle of the hologram and perform highly reliable reading with excellent first-use efficiency. In addition, self-focusing that does not require a lens can be realized without aberrations, and an inexpensive device can be obtained that achieves a simpler and smaller hologram scanner configuration, a reduced number of parts, and a lighter weight.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明によるホログラムスキャナの実施例を示
す側面図、第2図は該ホログラムスキャナにおけるホロ
グラムディスクの作成方法を示す側面図、第3図は従来
のホログラムスキャナの側面図、第4図は従来のセルフ
フォーカス型ホログラムスキャナの側面図とそのホログ
ラムの作成方法を示す側面図である。 図において、1、I2はホログラムディスク、la。 12aは照射面、2は被読取り物体、4はミラー、5は
入射レーザ光、6は走査レーザ光、7は信号散乱光、1
0は検知器、11は出射信号光をそれぞれ示す。 特許出願人 富士通株式会社 代理人 弁理士 青 柳 稔 第3図 応4図 (イ) (ロフ
FIG. 1 is a side view showing an embodiment of a hologram scanner according to the present invention, FIG. 2 is a side view showing a method for creating a hologram disk in the hologram scanner, FIG. 3 is a side view of a conventional hologram scanner, and FIG. 1 is a side view of a conventional self-focusing hologram scanner and a side view showing a method of creating a hologram therefor. In the figure, 1 and I2 are hologram disks, la. 12a is an irradiation surface, 2 is an object to be read, 4 is a mirror, 5 is an incident laser beam, 6 is a scanning laser beam, 7 is a signal scattered light, 1
0 indicates a detector, and 11 indicates an output signal light. Patent Applicant Fujitsu Limited Representative Patent Attorney Minoru Aoyagi Figure 3 Figure 4 (A) (Rof

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] ホログラムディスクを回転させ、光ビームを回折させる
ことでレーザ光を走査し、走査された被読取り物体から
の信号散乱光を同一のホログラムで集光し、更にレンズ
等の補助集光光学素子を用いずに検知器上に結像させる
セルフツー−カス型のホログラムスキャナであって、該
ホログラムから出射する走査レーザ光がホログラムディ
スクの内側(回転軸心側)に指向するように、被読取り
物体を回転軸心に対しホログラムディスクの照射面とは
反対側に配設し、検知器は回転軸心上に配設することを
特徴とするホログラムスキャナ。
The laser beam is scanned by rotating the hologram disk and diffracting the light beam, and the signal scattered light from the scanned object to be read is focused on the same hologram, and further using an auxiliary focusing optical element such as a lens. This is a self-focus type hologram scanner that forms an image on a detector without moving, and the object to be read is rotated so that the scanning laser beam emitted from the hologram is directed inside the hologram disk (toward the rotation axis). A hologram scanner characterized in that the hologram scanner is disposed on the opposite side of the irradiation surface of the hologram disk with respect to the axis, and the detector is disposed on the rotation axis.
JP59111635A 1984-05-31 1984-05-31 Hologram scanner Pending JPS60254111A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP59111635A JPS60254111A (en) 1984-05-31 1984-05-31 Hologram scanner

Applications Claiming Priority (1)

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JP59111635A JPS60254111A (en) 1984-05-31 1984-05-31 Hologram scanner

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ID=14566305

Family Applications (1)

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JP59111635A Pending JPS60254111A (en) 1984-05-31 1984-05-31 Hologram scanner

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JP (1) JPS60254111A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02220019A (en) * 1989-02-21 1990-09-03 Ricoh Co Ltd Information reader

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02220019A (en) * 1989-02-21 1990-09-03 Ricoh Co Ltd Information reader

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