JPH05342400A - Hologram scanner - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To provide the hologram scanner capable of deepening the depth of focus and also changing a focal distance and a scanning direction. CONSTITUTION:Since plural sectorical holograms A and B provided on a hologram disk 4 are provided with the different focal distances and converge light from semiconductor lasers 1a and 1b at the different focal distance positions, when scanning and reading a bar code 5 by rotating the hologram disk 4, a broad depth-of-focal range can be read. Also, by selecting one of light sources 1a and 1b, the focal distance, etc., of the hologram scanner can be easily changed corresponding to using conditions.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、ホログラムを用いたホ
ログラムスキャナーに係わり、特に、読み取り深度が深
く、また、読み取り距離、方向を切り換えることができ
るホログラムバーコードスキャナーに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a hologram scanner using a hologram, and more particularly to a hologram bar code scanner having a deep reading depth and capable of switching the reading distance and direction.

【０００２】[0002]

【従来の技術】従来、バーコードスキャナーには、ポリ
ゴンミラーを回転させてビームを走査し、そのビームに
よって所望のバーコードを読み取るという方法がとられ
ていた。2. Description of the Related Art Conventionally, bar code scanners have employed a method in which a polygon mirror is rotated to scan a beam and a desired bar code is read by the beam.

【０００３】また、バーコードスキャナーのポリゴンミ
ラーに置き換えてホログラムを使用するという試みも数
多くなされている。この場合も、ホログラムを使用して
ビームを走査し、そのビームによって所望のバーコード
を読取るという方法がとられる。Further, many attempts have been made to use holograms in place of polygon mirrors of bar code scanners. Also in this case, a method of scanning a beam using a hologram and reading a desired barcode with the beam is used.

【０００４】[0004]

【発明が解消しようとする課題】しかしながら、これら
従来の方法では、バーコードの読み取り深度を深くとる
ことができない。例えば、物流用途あるいはＦＡ用途に
おいて、バーコードによる管理では、特に深い読み取り
深度が必要となるが、従来の方法では、この要望に適応
できない場合が生じていた。However, with these conventional methods, the bar code cannot be read deeply. For example, in a physical distribution application or an FA application, a bar code management requires a particularly deep reading depth, but the conventional method cannot meet this demand.

【０００５】上記のような用途において、長深度が必要
な理由は、バーコードが貼り付けられた物品とスキャナ
ー本体との間の距離が離れていたり、物品をある程度の
幅を持つベルトコンベアによって搬送するとき、どの位
置に物品が置かれているかは定かではなく、このように
物品位置に幅がある状態においても、確実にバーコード
を読み取るには、読み取り範囲が広くなくてはならない
ためである。In the above-mentioned applications, the reason why the depth is required is that the article to which the bar code is attached and the scanner main body are separated from each other or the article is conveyed by a belt conveyor having a certain width. This is because it is not clear at which position the article is placed, and the reading range must be wide in order to reliably read the barcode even when the article position has such a width. ..

【０００６】したがって、このようなニーズに対応しよ
うとすると、従来においては、バーコードリーダーを複
数台並べ、それぞれのリーダーが受け持つ焦点深度を変
え、トータルで広い読み取り範囲を持たせていた。Therefore, in order to meet such needs, in the past, a plurality of bar code readers were arranged and the depth of focus of each reader was changed to provide a wide reading range in total.

【０００７】しかしながら、この方法においても、バー
コードリーダーを複数用意しなければならず、スペース
及びコスト的に非常に不利であった。However, even in this method, a plurality of bar code readers must be prepared, which is extremely disadvantageous in terms of space and cost.

【０００８】また、バーコードリーダー使用時に、例え
ば焦点距離を変更したり、読み取り方向を変える等の要
求がユーザー側で生じたとき、従来のポリゴンミラーや
ホログラムを使用したものでは、全体を変更しなくては
ならず、煩雑であり、コスト的にも問題があった。Further, when the bar code reader is used, for example, when the user demands to change the focal length or the reading direction, the conventional polygon mirror or hologram is used, and the whole is changed. It was necessary, complicated, and costly.

【０００９】本発明はこのような状況に鑑みてなされた
ものであり、その目的は、焦点深度を深くでき、また、
焦点距離、走査方向を変更できるホログラムスキャナー
を提供することである。The present invention has been made in view of such a situation, and an object thereof is to increase the depth of focus, and
A hologram scanner capable of changing the focal length and the scanning direction.

【００１０】[0010]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明のホログラムスキャナーは、複数の扇形領域に分割さ
れた回転円板の各扇形領域に集光するホログラムが配置
されてなるホログラムスキャナーにおいて、前記扇形領
域の異なる半径位置に焦点距離が異なるホログラムが複
数枚配置されてなることを特徴とするものである。A hologram scanner of the present invention that achieves the above object is a hologram scanner in which holograms for condensing in each fan-shaped area of a rotating disk divided into a plurality of fan-shaped areas are arranged. A plurality of holograms having different focal lengths are arranged at different radial positions of the fan-shaped region.

【００１１】この場合、異なる半径位置の各ホログラム
に同時に光を入射させ、各ホログラムを経て戻る散乱光
を検知することにより、読み取り可能焦点深度範囲を広
げることができる。In this case, the readable focal depth range can be widened by making light incident on holograms at different radial positions at the same time and detecting scattered light returning through the holograms.

【００１２】さらに、異なる半径位置のホログラムを２
枚とし、各ホログラムに入射させる光を相互に直交偏光
させ、各ホログラムを経て戻る散乱光の中、対応する方
向の偏光成分のみを検知するように、相互に直交する偏
光手段を検知器の前に配置することにより、Ｓ／Ｎ比の
高い読み取りが可能になる。Further, two holograms at different radial positions are used.
In order to detect only the polarization components of the corresponding direction in the scattered light that returns through each hologram, the light incident on each hologram is orthogonally polarized in front of the detector. By arranging at, it becomes possible to read with a high S / N ratio.

【００１３】なお、扇形領域の異なる半径位置に配置さ
れた複数のホログラムが半径方向の偏向角も異なるよう
にすることにより、焦点深度方向のみならず、走査線を
横断する方向にも読み取り範囲を広げることができる。By making the plurality of holograms arranged at different radial positions in the fan-shaped region different in the deflection angle in the radial direction, the reading range can be set not only in the depth of focus direction but also in the direction crossing the scanning line. Can be expanded.

【００１４】さらに、異なる半径位置の各ホログラムに
同時に又は選択的に何れか１つ又は複数に切り換えて光
を入射可能に構成することにより、使用状況に合わせ
て、ホログラムスキャナーの焦点距離、走査方向を簡単
に変更できる。Further, by arranging one or a plurality of holograms at different radial positions at the same time or selectively so that light can be incident, the focal length of the hologram scanner and the scanning direction can be adjusted according to the use situation. Can be changed easily.

【００１５】[0015]

【作用】本発明のおいては、扇形領域の異なる半径位置
に焦点距離が異なるホログラムが複数枚配置されている
ので、広い焦点深度範囲にあるバーコード等を読み取る
ことができる。また、使用状況に合わせて、ホログラム
スキャナーの焦点距離、走査方向を簡単に変更できる。
このようなホログラムスキャナーを用いて、ＦＡ用、物
流用で特に必要とされる、バーコード読み取り範囲が広
く、また、読み取り範囲が切り換え可能なバーコードリ
ーダー等を得ることが可能になる。In the present invention, since a plurality of holograms having different focal lengths are arranged at different radial positions of the fan-shaped area, it is possible to read a barcode or the like in a wide depth of focus range. Also, the focal length and scanning direction of the hologram scanner can be easily changed according to the usage situation.
By using such a hologram scanner, it becomes possible to obtain a bar code reader or the like which has a wide bar code reading range and which can switch the reading range, which is particularly required for FA and physical distribution.

【００１６】[0016]

【実施例】以下、本発明のホログラムスキャナーの実施
例を図面を参照にして説明する。まず、本発明のホログ
ラムスキャナーの基本構成を図１の概略斜視図に示す。
この例の場合、２つの半導体レーザ１ａ、１ｂから出射
された光は、それぞれレンズ２ａ、２ｂによりほぼ平行
な光に変換され、回転するホログラムディスク４に入射
する。ホログラムディスク４は、扇形の複数のホログラ
ムファセット４１〜４７から形成されており、各ホログ
ラムファセットは同様な構成になっていて、この場合、
内側領域Ａと外側領域Ｂとは、焦点距離が異なり、領域
Ａには短焦点距離の、領域Ｂには長焦点距離のホログラ
ムが用いられている。半導体レーザ１ａから出射した光
は短焦点距離ホログラムＡを通過し、短距離の走査線６
ａ上に集光し、半導体レーザ１ｂから出射した光は短焦
点距離ホログラムＢを通過し、短距離の走査線６ｂ上に
集光する。したがって、ホログラムディスク４を回転す
ることにより、走査線６ａ及び６ｂに沿って集光点が移
動し、読み取り走査が行われる。商品のバーコード５の
ホログラムスキャナーからの距離に応じて、何れかの走
査光点により、バーコード５が走査される。バーコード
５が何れかのレーザ光の走査を受けると、そのバーの白
黒に応じた強度を持つ光が散乱反射され、散乱反射され
た信号光は、例えば光検知器８により電気信号に変換さ
れ、さらに図示しない復調回路に送られて、バーコード
５の読み取りが完了する。また、バーコード５までの距
離が焦点距離に合致しない方の走査光は、バーコード５
で散乱反射されるが、その上に集光しないので、バーコ
ード５の読み取りはできない。Embodiments of the hologram scanner of the present invention will be described below with reference to the drawings. First, a basic perspective view of the hologram scanner of the present invention is shown in FIG.
In the case of this example, the lights emitted from the two semiconductor lasers 1a and 1b are converted into substantially parallel lights by the lenses 2a and 2b, respectively, and enter the rotating hologram disk 4. The hologram disc 4 is formed of a plurality of fan-shaped hologram facets 41 to 47, and each hologram facet has the same configuration. In this case,
The inner region A and the outer region B have different focal lengths, and a short focal length hologram is used for the region A and a long focal length hologram is used for the region B. The light emitted from the semiconductor laser 1a passes through the short focal length hologram A, and the short distance scanning line 6
The light focused on a and emitted from the semiconductor laser 1b passes through the short focal length hologram B and is focused on the scanning line 6b of a short distance. Therefore, when the hologram disk 4 is rotated, the condensing point moves along the scanning lines 6a and 6b, and reading scanning is performed. Depending on the distance of the barcode 5 of the product from the hologram scanner, the barcode 5 is scanned by any scanning light spot. When the bar code 5 is scanned by any laser beam, light having an intensity corresponding to black and white of the bar is scattered and reflected, and the signal light scattered and reflected is converted into an electric signal by the photodetector 8, for example. Then, it is sent to a demodulation circuit (not shown), and the reading of the bar code 5 is completed. Also, the scanning light whose distance to the barcode 5 does not match the focal length is the barcode 5
However, the bar code 5 cannot be read because the light is not condensed on it.

【００１７】以上においては、各ホログラムファセット
４１〜４７は半径方向に焦点距離が異なる２つのホログ
ラムを有していたが、これを３つ以上にして読み取り可
能な距離をより広げることもできる。その場合、それに
対応した数の光源、光検知器等が必要になるが、１つの
光源からの光をハーフミラー等により分割して用いても
よい。また、光検知器も１つにして、各ホログラムを経
た光を１個の光検知器に入射させるようにしてもよい
（Ｓ／Ｎ比は低下する。）。In the above, each of the hologram facets 41 to 47 has two holograms having different focal lengths in the radial direction, but it is possible to further widen the readable distance by providing three or more holograms. In that case, a corresponding number of light sources, photodetectors and the like are required, but the light from one light source may be divided by a half mirror or the like and used. Further, the number of photodetectors may be one, and the light passing through each hologram may be made incident on one photodetector (the S / N ratio is lowered).

【００１８】また、図１の場合、ホログラムＡとＢを通
過してバーコード５で散乱した光が共に光検知器８に入
射して読み取り精度を低下させるおそれがあるので、こ
れを避けるためには、例えば、半導体レーザ１ａ、１ｂ
の前に相互に直交する偏光方向も持つ偏光板を配置し、
光検知器として２つの光検知器を配置し、それらの前に
も対応する偏光方向も持つ偏光板を配置して、半導体レ
ーザ１ａからの光は一方の検知器にのみ、また、半導体
レーザ１ｂからの光は他方の光検知器にのみ入射して光
電変換されるようにすればよい。Further, in the case of FIG. 1, there is a risk that the light passing through the holograms A and B and scattered by the bar code 5 will both enter the photodetector 8 and deteriorate the reading accuracy. Are, for example, semiconductor lasers 1a and 1b
Place a polarizing plate that also has polarization directions orthogonal to each other in front of,
Two photodetectors are arranged as photodetectors, and a polarizing plate having a corresponding polarization direction is also arranged in front of them, so that the light from the semiconductor laser 1a is emitted only to one of the detectors and the semiconductor laser 1b. The light emitted from the device may be incident on only the other photodetector and photoelectrically converted.

【００１９】このように、本発明によると、回転する１
枚のホログラムディスク４を用いて広い焦点深度範囲に
あるバーコード等を読み取ることができ、例えば、バー
コードが貼り付けられた物品とスキャナー本体との間の
距離が離れていたり、物品をある程度の幅を持つベルト
コンベアによって搬送するときに、物品が置かれている
位置に不確定さがあっても、確実にバーコードを読み取
ることができる。したがって、このようなホログラムス
キャナーを用いて、ＦＡ用、物流用で特に必要とされ
る、バーコード読み取り範囲の広いバーコードリーダー
を得ることが可能になる。Thus, according to the present invention, the rotating 1
It is possible to read a barcode or the like in a wide range of depth of focus by using the hologram discs 4 of one sheet. For example, the distance between the article to which the barcode is attached and the scanner main body is large, It is possible to reliably read the barcode even when there is uncertainty in the position where the article is placed when the article is conveyed by a belt conveyor having a width. Therefore, by using such a hologram scanner, it becomes possible to obtain a bar code reader having a wide bar code reading range which is particularly required for FA and physical distribution.

【００２０】なお、各ホログラムファセット４１〜４７
の異なる半径位置に配置されたホログラムＡ、Ｂとし
て、焦点距離と共に、ホログラムディスク４の半径方向
の偏向角が異なるものを用いると、焦点距離だけでな
く、走査線６ａ、６ｂを横切る方向にも走査範囲を広げ
てラスタースキャンが可能になり、バーコード読み取り
可能な空間がより広がる。Each hologram facet 41-47
When the holograms A and B arranged at different radial positions are different in the deflection angle in the radial direction of the hologram disk 4 together with the focal length, not only the focal length but also the direction crossing the scanning lines 6a and 6b are used. Raster scanning becomes possible by expanding the scanning range, and the space where the barcode can be read becomes wider.

【００２１】さらに、上記のようなホログラムスキャナ
ーにおいて、複数の光を同時にホログラムディスク４の
異なる半径位置に入射させて広い焦点深度範囲にあるバ
ーコード等を読み取るのではなく、複数の光の中、何れ
か１本を選択できるようにし（例えば、１個の半導体レ
ーザを複数の位置の何れかに取り付けるか、複数の入射
光の何れか１本を選択する絞りを入れて、複数の入射光
の何れか１本を選択する、等）、その使用条件を変更し
たいとき、スキャナー全体の交換をせずに、単に焦点距
離、偏光角が異なる別のホログラムＡ又はＢへ照射ビー
ムを切り換えるだけで対応可能になる。Further, in the hologram scanner as described above, a plurality of lights are not simultaneously made incident on different radial positions of the hologram disk 4 to read a barcode or the like in a wide range of depth of focus. Either one can be selected (for example, one semiconductor laser is attached to any one of a plurality of positions, or a diaphragm for selecting any one of a plurality of incident lights is provided, and If you want to change the usage conditions, such as selecting any one), simply switch the irradiation beam to another hologram A or B with a different focal length and polarization angle without replacing the entire scanner. It will be possible.

【００２２】以上においては、ホログラムとして透過型
のものを前提にしていたが、反射型のものでも同様に構
成できる。In the above, the transmission type hologram was assumed, but a reflection type hologram can be similarly constructed.

【００２３】以上、本発明のホログラムスキャナーを実
施例に基づいて説明してきたが、本発明はこれら実施例
に限定されず種々の変形が可能である。また、本発明の
ホログラムスキャナーは、バーコードリーダー以外に
も、レーザービームプリンター等のスキャナーとして用
いることができる。Although the hologram scanner of the present invention has been described above based on the embodiments, the present invention is not limited to these embodiments and various modifications can be made. Further, the hologram scanner of the present invention can be used as a scanner for a laser beam printer or the like in addition to a barcode reader.

【００２４】[0024]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
のホログラムスキャナーによると、扇形領域の異なる半
径位置に焦点距離が異なるホログラムが複数枚配置され
ているので、広い焦点深度範囲にあるバーコード等を読
み取ることができる。また、使用状況に合わせて、ホロ
グラムスキャナーの焦点距離、走査方向を簡単に変更で
きる。このようなホログラムスキャナーを用いて、ＦＡ
用、物流用で特に必要とされる、バーコード読み取り範
囲が広く、また、読み取り範囲が切り換え可能なバーコ
ードリーダー等を得ることが可能になる。As is clear from the above description, according to the hologram scanner of the present invention, since a plurality of holograms having different focal lengths are arranged at different radial positions of the fan-shaped region, it is possible to obtain a bar having a wide focal depth range. Can read the code etc. Also, the focal length and scanning direction of the hologram scanner can be easily changed according to the usage situation. Using such a hologram scanner, FA
It is possible to obtain a bar code reader or the like which has a wide bar code reading range and which can be switched in the reading range, which is particularly required for business use and physical distribution.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】本発明のホログラムスキャナーの基本構成を示
す概略斜視図である。FIG. 1 is a schematic perspective view showing a basic configuration of a hologram scanner of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１ａ、１ｂ…半導体レーザ ２ａ、２ｂ……レンズ ４…ホログラムディスク ５…バーコード ６ａ、６ｂ…走査線 ８…光検知器 ４１〜４７…ホログラムファセット 1a, 1b ... Semiconductor lasers 2a, 2b ... Lens 4 ... Hologram disk 5 ... Bar code 6a, 6b ... Scanning line 8 ... Photodetector 41-47 ... Hologram facet

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 複数の扇形領域に分割された回転円板の
各扇形領域に集光するホログラムが配置されてなるホロ
グラムスキャナーにおいて、前記扇形領域の異なる半径
位置に焦点距離が異なるホログラムが複数枚配置されて
なることを特徴とするホログラムスキャナー。1. A hologram scanner in which holograms for condensing light are arranged in each fan-shaped region of a rotating disk divided into a plurality of fan-shaped regions, and a plurality of holograms having different focal lengths are provided at different radial positions of the fan-shaped region. A hologram scanner characterized by being arranged. 【請求項２】前記の異なる半径位置の各ホログラムに同
時に光を入射させ、各ホログラムを経て戻る散乱光を検
知することにより、読み取り可能焦点深度範囲を広げた
ことを特徴とする請求項１記載のホログラムスキャナ
ー。2. The readable depth of focus range is expanded by simultaneously injecting light into the holograms at different radial positions and detecting scattered light returning through the holograms. Hologram scanner. 【請求項３】前記の異なる半径位置のホログラムが２枚
であり、各ホログラムに入射させる光を相互に直交偏光
させ、各ホログラムを経て戻る散乱光の中、対応する方
向の偏光成分のみを検知するように、相互に直交する偏
光手段を検知器の前に配置したことを特徴とする請求項
２記載のホログラムスキャナー。3. The holograms having different radial positions are two, and the lights incident on the holograms are orthogonally polarized to each other, and only the polarization components in the corresponding directions are detected among the scattered lights returning through the holograms. The hologram scanner according to claim 2, characterized in that mutually orthogonal polarization means are arranged in front of the detector. 【請求項４】 前記扇形領域の異なる半径位置に配置さ
れた複数のホログラムが半径方向の偏向角も異なること
を特徴とする請求項１から３の何れか１項記載のホログ
ラムスキャナー。4. The hologram scanner according to claim 1, wherein a plurality of holograms arranged at different radial positions in the fan-shaped region have different radial deflection angles. 【請求項５】前記の異なる半径位置の各ホログラムに同
時に又は選択的に何れか１つ又は複数に切り換えて光を
入射可能に構成したことを特徴とする請求項１から４の
何れか１項記載のホログラムスキャナー。5. The light is allowed to enter the holograms at different radial positions simultaneously or selectively by switching to any one or a plurality of the holograms. The hologram scanner described.