JPS6145216A - レ−ザスキヤナ - 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 本発明はレーザ光を走査し、被読取物体からの信号散乱
光をホログラムによって集光する方式のレーザスキャナ
に係る０ 最近、スーパーマーケット等のレジスター業務を省力化
するために商品の外装に印刷され友バーコードｔａみ取
りてコンピュータに入力するバーコード読み取り装置が
用いられるようになって来ている。

従来の技術 第４図はバーコード読取装置の基本構成を説明するため
の図であり、同図において、１は外筐、２は光源として
のＨｅ　−Ｎｅレーザ、３はビームエクスパンダ、４は
複数個のホログラムを有するホログラムディスク、５は
その駆動モータ、６は筐体の操作面にあけられ上窓、７
は走査光、８は信号光、９は走査光と信号光を分離する
九めの有孔ミ２−１ｌＯは集光レンズ、１１は光検知器
、１２は商品の外装に印刷されたバーコードをそれぞれ
示している。この装置の動作は、有孔ミラー９を通った
元がホログラムディスク４により収束かつ偏向されて商
品上のバーコード１２を走査する。

バーコード１２で変調された信号光８は再びホログラム
ディスク４で収束され、有孔ミラー９で反射されたのち
、レンズ１０を通シ光検知器１１で検出される工うにな
りているに のような従来のレーザスキャナは、ホログラムディスク
とモータからなる光走査部、レーザ管あるいはレーザダ
イオードとビームエクスパンダ等からなる入射光学系、
有孔ミラー、レンズ、フィルタ、光検知器からなる再結
合系、複数のミラ一群からなる走査パターン合成ミラー
系の各基を構成する部品と、これら構成部品間を結合す
るミラーとｔ−１つの筐体内で組立てているため、これ
ら構Ｉ７Ｊ？、部品は精度１〈配列されなければならず
、且つ部品数が多いため個々の部品の組み立て精度は非
常に高いものが要求される。従って組立が容易でなく、
また組立後の調整が必要であるという欠点があっ九。ま
友元走査部のホログラムディスクは、その内部で光の処
理を行なうことができない丸め、光走査部から有孔ミラ
ー等の入射光、再結像光分離素子までの間で光路領域を
共用している以外には各基が分離してお９、空間的に密
度が低く、その皮め走査・集光系のコンパクト化、これ
らを一体にしたモジ為−ル化、ひいてはスキャナの小型
化、低価格化が困難であるという欠点があった。

本発明は上記問題点を解決する九めに、レーザ光を走査
し、被読取物体からの信号散乱光をホログラムにＬつて
集光する方式のレーザスキャナにおいて、回転部材に該
回転部材の回転軸線上の１点ヲ会む斜面部を形成すると
共に、該斜面部に前記ホログラムを配設する。

とのレーザスキャナにおいて、ホログラムそれ自体を用
いてレーザ光を被読取物体に対して回折・走査してもよ
いが、有利には、上記回転部材の斜面部の回転軸線上に
反射鏡ま友は反射ホログラムを配設し、この反射鏡また
は反射ホログラムに対して回転軸線方向からレーザ光を
入射することに工って、被測定物体に対してレーザ光を
走査することができる。

本発明者らは、前述のような問題点を解決するために、
既に、レーザ光走査、集光関係をモジュール化し、小型
化する丸めに、回転部材に斜面部を形成してその斜面部
にホログラムを配設する技術を開示した（特願昭５８−
２２４３２５号他）。

しかしながら、このレーザスキャナの回転部材の具体例
はいずれも複数個のホログラム配役斜面部を有してい友
。その複数個のホログラムは夫々特定の条光光量を確保
するために充分な大きさを有する必要があり、回転部材
の動径方向がまだ大きかった。そこで、本発明でな、こ
のホログラム配設斜面部を回転部材の回転軸線上の１点
ｔぎむ単一平面（単７アセツト）だけにすることによっ
て動径方向の寸法を最小限化した。

更に、従来のレーザスキャナでは（我々が先に開示した
上記レーザスキャナｋｔむ）、ホログラム（あるいはミ
ラー）への入射ビームと信号集光光とが同一の光路領域
を占める几め、入射光と集光光を有孔ミラー、有孔レン
ズ、小ミラー等により分離せざるを得す、これが光学系
構成上の制約となり、レーザスキャナの小型化を妨げて
い几。

これに対し、本発明のレーザスキャナでは、好ましい態
様として、回転部材の単−斜面部の回転軸線上に反射鏡
を設け、この反射鏡にホログラムの信号集光元側の反対
側からレーザ光を入射し、その反射光でレーザ光の走査
を行なうので、上記の１うな光学系構成上の制約がない
。

実施例 以下、本発明の実施例を図面によって詳述する。

第１図は本発明にＬるレーザスキャナの第１の実施例を
説明する友めの図である。同図において、２０は回転部
材、２１はステータ、２２は軸受、（バーコード）、２
７は信号散乱光、２８はホログラム、２９は有孔フレネ
ルレンズ、３０は半導体光検知器をそれぞれ示す。

本実施例は、円筒を斜めに切断しｔ形状の回転部材２０
の楕円形の切断斜面部にホログラム２８を配設している
。この回転部材２０は軸受２２で支えられ九ローターを
成しておシ、ステータ２１と共にモータを構成する。従
って、回転部材２０の軸線方向にモーターを配置する必
要がない０Ｈｅ−Ｎｅレーザ、あるいは半導体レーザ（
図示せず）から出たレーザ光はコリメータ（図示せず）
によって平面波２５に変換されＣレーザ光２３）、小ミ
ラー２４で反射されｔ後、有孔フレネルレンズ２９の中
心部の孔を通って回転部材２０の内部に入フ、回転部材
２０の斜面をなすホログラム２８で回折、偏向されて（
走査光２５）、商品の外装に印刷され几バーコード２６
上に集光囃照射される。バーコード２６から反射した信
号散乱光２７はホログラム２８に戻り、ここで回転部材
２００回転軸線に平行な平面波に変換され、回転１′　
　　　　部材２゜０−ｑＩＣ設けえ有孔、ＶネＡｐＬ／
７ズ２９に１って収束され、回転部材２０の回転軸線上
に配置された半導体光検出器３０上に結像する。

このように、本実施例は、入射光学系、走査部、再結像
光学系が回転部材を用いて高密度に集積化され、モジュ
ール化されている。そして、この回転部材は、ホログラ
ムが単ファセットで遊休７１セツトがないので、従来の
複数ファセット（セグメント）タイプのものと較べて、
７アセツト当りの集光面積は同一であるから、動径方向
の寸法が最小限になつている。動径方向の寸法は理論上
２個の７アセツトからなるホログラムと較べて約〆「分
の１（約７分の５）になる。

ホログラムの作成は、回転部材２０の斜面部に付は九乳
剤上で斜下方からの球面波と回転軸線に平行な方向から
の平面波とを干渉させて作成することができる〇 第２図は本発明の第２の実施例を説明するｍめの図であ
る。同図において第１の実施例と同一の部分は同一符号
を付して示した。

この実施例では回転部材２０の単−斜面部のホログラム
４０の中心部すなわち回転軸線と交わる部分に反射ｆｉ
４１’ｉ外側に向けて配設する。反射鏡の配設の仕方は
、ホログラムの中心部に銀やアルミ１蒸着するとか、出
来よりた鏡を貼シ付けるなどすることができる。そして
、回転部材２０の外方から回転軸線に沿って反射鏡４１
にレーザ光を入射し、その反射光２５１：被読取物体（
バーコード）２６上に集光・照射する。バーコード２６
で反射し次散乱信号光２７は、第１の実施例と同様に、
ホログラム４０で回転部材２０の回転軸線に平行な平面
波に変換し、回転部材２０のもう１方の端部にある７レ
ネルレンズ４３で収束し、半導体光検出器３０上に結像
される。

この第２の実施例の光学系は、第１の実施例と同様に、
回転部材２００回転でレーザ光を走査することができる
。この走査が可能な理由は、レーザｆｔ、４２ｔ−回転
部材２００回転軸線に沿って反射鏡４１に入射すれば、
回＠部材２００回転にともなう反射鏡４１の反射光の走
査とホログラム４０の走査を同一の走査軌跡として描か
せることができるからである。

この実施例では、第２図から明らかなように、反射鏡４
１′ｆＩ：用いることに１って入射光４２０光路領域が
信号集光光４４０光路領域から自動的に分離されている
。その結果、ｓｇｌの実施例で必要だっ７を有孔７レネ
ルレンズ２９、小ミラー２４、小ミラー２９のホルダー
、その他の入射光と信号光を分離する禽めの手Ｒｋ省略
することができる。

を几、小ミラー等がないので７レネルレンズのすぐ近く
に光検出器を配置してその上に結像させることが可能に
がる。こうして、この実施例のレーザスキャナは、構成
が簡単化され、部品点数が減り、小型化され、モジエー
ル化が進められている。

反射鏡４１として例えば平面鏡を用いて収束レーザ光を
反射するほか、凹面鏡や放物面鏡を用いて平行光を収束
させ上り、収束光に更に収束作用を付加してもよい０反
射鏡４１の代りに反射型ホログラムを用いても工い０反
射＠４１の大きさは走査ビーム始点における必要ビーム
径が通常１〜２ｍφ程度であるから３〜４ｆｉφもあれ
ば足り、このとき回転部材２０は例えば５０ｍ＋φ程度
で工いＯ 第３図は本発明の第３の実施例を説明する図である。同
図において、第１および第２の実施例と同一部分は同一
符号で示し７Ｃ。

この実施例では、第２の実施例同様に、ホログラム５０
の中心部に反射鏡４１を配設して入射光４２の光路領域
を信光集光光５１の光路領域から分離するが、この光路
領域の分離の結果として、ホログラムによる信号集光光
を一旦平行光に変換し、それを更に７レネルレンズで収
束する必要がなくなるので、信号光２７をホログラム５
０から光検知器３０上に直接に結像する。この目的の丸
めのホログラム５０はセルフフォーカス型ホログラムと
呼ばれるもので１回転部材の斜面の斜下方からの発散球
面波と回転軸線方向の下方から光検知器上に結像する収
束球面波を斜面の乳剤上で干渉させて作成することがで
きる。ｔｚ、回転部材２０の上面は単に窓がおけられて
いればよく、７レネルレンズは不要である。

こうして、この実施例では、第２の実施例よりも更に構
成が簡単化され、部品点数が減少、小製化され、モジュ
ール比がより進んでいる。

発明の効果 以上の説明から明らかなように、本発明によれば、回転
部材の単一の斜面にホログラムを配設することによって
、レーザ光走査、集光関係をより１ｊ革な構成にモジエ
ール化し、小型化し、高信頼性化し、低価格化すること
が可能になる０

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるレーザスキャナの第１の実施例を
説明するための要部断面図、第２図は本発明によるレー
ザスキャナの禦２の実施例を説明するだめの要部断面図
、第３図は本発明によるレーザスキャナの第３の実施例
を説明する九めの要部断面図、第４図は従来のバーコー
ド読取装置の基本構成を説明する几めの図である。 工・・・・・・外筐、２・・・・・・レーザ、３・・・
・・・ビームエクスパンダ、４・・・・・・ホログラム
ディスク、５・・・・・・駆動モータ、７・・・・・・
走査光、８・・・・・・信号光、９・・・・・・有孔ミ
ラー、１０・・・・・・集光レンズ、１１・・・・・・
光検知器、１２・・・・・・バーコード、２０・・・・
・・回転部材、２１・・・・・・ステータ、２２・・・
・・・軸受、２３・・・・・・入射光、２４・・・・・
・小ミラー、２５・・・・・・走査光、２６・・・バー
コード、２７・・・・・・信号散乱光、２８・・・用ホ
ログラム、２９・・・・・・有孔フ・レネルレンズ、３
０・・・・・・光検知器、４０・・・・・・ホログラム
、４１・・・・・・反射鏡、４２・・・・・・入射光、
４３・旧・・フレネルレンズ、４４・・・・・・信号集
光光、５ｏ・・・・・・ホログラム、５１・・・・・・
信号集光光。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、レーザ光を走査し、被読取物体からの信号散乱光を
   ホログラムによって集光する方式のレーザスキャナにお
   いて、回転部材に該回転部材の回転軸線上の１点を含む
   単一の斜面を形成すると共に該斜面部に前記ホログラム
   を配設したことを特徴とするレーザスキャナ。 ２、前記ホログラムそれ自体を用いてレーザ光を前記被
   読取物体に対して回折・走査する特許請求の範囲第１項
   記載のレーザスキャナ。 ３、前記回転部材の前記斜面部の前記回転軸線上に反射
   鏡または反射型ホログラムを配設し、該反射鏡または反
   射ホログラムに対して前記回転軸線方向からレーザ光を
   入射することによって、前記被測定物体に対してレーザ
   光を走査する特許請求の範囲第１項記載のレーザスキャ
   ナ。