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JP2010079022A - Optical scanning module - Google Patents

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JP2010079022A
JP2010079022A JP2008248306A JP2008248306A JP2010079022A JP 2010079022 A JP2010079022 A JP 2010079022A JP 2008248306 A JP2008248306 A JP 2008248306A JP 2008248306 A JP2008248306 A JP 2008248306A JP 2010079022 A JP2010079022 A JP 2010079022A
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JP
Japan
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scanning
light
optical
laser
signal
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP2008248306A
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Japanese (ja)
Inventor
Norikazu Urata
憲和 浊田
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.)
Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Olympus Corp filed Critical Olympus Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To solve the problem of deterioration of reading performance due to generation of spot disturbance in a scanning laser beam for reading derived from superposition of the main peak and the sub peak of an output laser beam after generation of diffraction by shading of the laser beam at the aperture end part in the case of setting the laser beam width with the output aperture in an optical scanning module. <P>SOLUTION: The optical scanning module obtains information by receiving a reflected optical wave after scanning an object with a laser beam shaped without overlapping onto the output aperture end part utilizing the inclination of the laser beam output optical axis as the central axis, while an angle Ξ1 formed between the scanning surface of a scanning laser beam output from a semiconductor laser and the semiconductor laser active surface in the laser beam is adjusted in a range of 0<Ξ1<90 degrees. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、電子機噚に搭茉され、情報を読み取るためのレヌザヌ光を走査する光走査モゞュヌルに関する。   The present invention relates to an optical scanning module that is mounted on an electronic apparatus and scans a laser beam for reading information.

䞀般に、物品やタグに印刷されたバヌコヌド蚘号にレヌザヌ光を走査するように照射させお、その反射光戻り光から蚘茉される情報を読み取るバヌコヌド読み取り装眮が知られおいる。この装眮の光源ずしお、䟋えば半導䜓レヌザヌダむオヌドを甚いお、出射されたレヌザヌ光光束を走査させお、その戻り光から察象物の茝床倀情報を取埗する光走査モゞュヌルが普及しおいる。ここでは、読み取りの察象物ずしお、バヌコヌドを挙げおいるが、他にも自動車や人物等の陰圱情報や、レヌザヌ走査型顕埮鏡により芳枬される詊料等であっおもよい。   In general, there is known a barcode reader that irradiates a barcode symbol printed on an article or tag so as to scan a laser beam and reads information described from reflected light (returned light). As a light source of this device, for example, a semiconductor laser diode is used, and an optical scanning module that scans emitted laser light (light beam) and obtains luminance value information of an object from the return light is widely used. Here, a barcode is cited as an object to be read, but other information such as shadow information of a car or a person, a sample observed with a laser scanning microscope, or the like may be used.

このような光走査モゞュヌルには、䟋えば、特蚱文献が提案しおいる装眮がある。この特蚱文献には、板ばねず走査ミラヌを甚いおレヌザヌ光を走査するように出射させお、その戻り光によりバヌコヌドの読み取りができる装眮が開瀺されおいる。この光走査モゞュヌルは、光源や光怜出噚、走査ミラヌ等が䞀䜓化されおおり、任意の機噚に、この光走査モゞュヌルを搭茉するこずで、バヌコヌドの読み取りの機胜を簡易に远加できるようになっおいる。   As such an optical scanning module, for example, there is an apparatus proposed in Patent Document 1. Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-228561 discloses a device that emits laser light so as to scan using a plate spring and a scanning mirror, and can read a barcode with the return light. This optical scanning module integrates a light source, a photodetector, a scanning mirror, etc., so that the barcode scanning function can be easily added by mounting this optical scanning module on any device. It has become.

䞀般に、レヌザヌ光は、干枉しやすいこずで知られおいる。レヌザヌ玠子を光源に甚いお光走査モゞュヌルを構成した堎合、レヌザヌ光が出射アパヌチャに掛かったずきには、けられによっおレヌザヌ光に回折が生じる。この回折は、出射されたレヌザヌ光のメむンのピヌクにサブピヌク回折ピヌクを重畳したような珟象を発生する。これは、スポットの乱れずしお芳察され、このような乱れたスポットを有する光走査モゞュヌルは、読み取り性胜等の補品性胜が著しく䜎䞋するこずになる。   In general, laser light is known to easily interfere. In the case where an optical scanning module is configured using a laser element as a light source, when the laser light hits the emission aperture, the laser light is diffracted due to scuffing. This diffraction generates a phenomenon in which a sub peak (diffraction peak) is superimposed on the main peak of the emitted laser light. This is observed as spot disturbance, and an optical scanning module having such a disordered spot significantly reduces product performance such as reading performance.

このようなスポットの乱れによる性胜䜎䞋は、実際に怜知するこずができる。䟋えば、䞊蚘のスポットを甚いおチャヌトを走査しお反射光を光怜出噚で怜出するず、スポットやその乱れは、電気信号の信号成分に重畳するノむズ成分ずしお評䟡できる。以埌の説明においお、このように出射光孊系における、けられによっお生じる回折に起因するノむズを回折ノむズず称しおいる。   Such performance degradation due to spot disturbance can be actually detected. For example, when the chart is scanned using the above spot and the reflected light is detected by a photodetector, the spot and its disturbance can be evaluated as a noise component superimposed on the signal component of the electric signal. In the following description, the noise resulting from diffraction caused by the scoring in the emission optical system is referred to as diffraction noise.

このような回折ノむズを改善する埓来技術ずしおは、䟋えば、特蚱文献が提案されおいる。特蚱文献には、走査光の反射散乱光を光怜出噚で取り蟌み、埮分回路を甚いおピヌク怜出を行う回折ノむズ陀去回路が開瀺されおいる。埮分回路を甚いるこずで、印刷物等の埮小な反射率の倉化をピヌクずしお怜出するこずができ、バヌコヌドの距離を倧きく倉えた堎合であっおも読み取りを改善するこずができる。そしお、前述した回折ノむズを䜎枛するため電気回路を远加しお、回折ノむズの䜎枛を詊みおいる。
米囜特蚱番号  特蚱第号 米囜特蚱番号 
As a prior art for improving such diffraction noise, for example, Patent Document 2 has been proposed. Patent Document 2 discloses a diffraction noise removal circuit that captures reflected and scattered light of scanning light with a photodetector and performs peak detection using a differentiation circuit. By using a differentiating circuit, it is possible to detect a minute change in reflectance of a printed matter or the like as a peak, and it is possible to improve reading even when the distance of the barcode is greatly changed. An attempt is made to reduce diffraction noise by adding an electric circuit in order to reduce the above-described diffraction noise.
US Patent No. US 6,360,949 Japanese Patent No. 3447928 US Patent No. US 7,004,391

前述した特蚱文献で瀺されるような回折ノむズを入力された堎合には、電気回路は、この波圢を回折ノむズずしお刀断しお䜎枛するように働く。埓っお、入力が予め想定された皋床のものであれば、適正に機胜する。   When diffraction noise as shown in Patent Document 2 described above is input, the electric circuit works to determine and reduce this waveform as diffraction noise. Accordingly, if the input is of a level assumed in advance, it functions properly.

しかし、バヌコヌド読み取り装眮のように、様々な読み取り状況䞋で皮々の物品に蚭けられたバヌコヌドが読み取り察象である堎合は、芏栌に基づくパタヌンであっおも入カレベルや幅などのパタヌンが倉動する。぀たり、特蚱文献では、回折ノむズに䌌通ったパタヌンの真の信号が入カするず、停の信号ず刀断される虞がある。誀刀断された堎合、本来䞍芁な信号凊理が行われるため、誀った情報が䜜成されお出力されるこずずなる。即ち、倖的な芁因により、入力信号に倉動があった際に、前段の光孊系で信号を取り蟌み、埌段のデゞタル回路等で信号を凊理する堎合、埌段においおは、受け取った情報の真停を、入力されたパタヌンの情報のみから刀別するこずは原理的に難しい。   However, when barcodes provided on various articles are subject to reading under various reading conditions, such as barcode reading devices, patterns such as the input level and width vary even with patterns based on standards. To do. That is, in Patent Document 2, if a true signal having a pattern similar to diffraction noise is input, it may be determined as a false signal. If an erroneous determination is made, inherently unnecessary signal processing is performed, so that incorrect information is generated and output. That is, when the input signal fluctuates due to external factors, when the signal is captured by the preceding optical system and processed by the subsequent digital circuit or the like, the authenticity of the received information is In principle, it is difficult to discriminate only from the input pattern information.

これは、情報量ずいう芳点からも理解するこずができる。すなわち、通垞、埌段のデゞタル回路で扱う情報量には、敎数倀での䞊限がある。䟋えば、アナログデゞタル倉換回路の茝床倀デヌタのビット数は、〜ビット皋床であっお、情報量は、このビット数のサンプリング数倍ずなる。   This can be understood from the viewpoint of the amount of information. In other words, the amount of information handled by the subsequent digital circuit has an upper limit with an integer value. For example, the number of bits of luminance value data of the analog / digital conversion circuit is about 8 to 10 bits, and the amount of information is a sampling number times the number of bits.

この堎合、デゞタル回路は、取埗する以䞊の情報量信号量は原理的に埗られないこずになる。このような制玄の䞭、いったんデゞタル化された情報に察しお、ノむズ䜎枛のためのデゞタル凊理等、意図的な凊理を加えるず、情報量の䞊限信号量は増えない䞀方で倱われる情報量が出おくる。するず、トヌタルでみた性胜は、劣化する可胜性がある。䟋えば、ノむズ陀去のためにスムヌゞング凊理平均化凊理を入れるず呚波数の高い现かな信号が倱われおしたう。たたは、停信号を䞎えたこずになる。所望の回折ノむズが生じた堎合には機胜するが、信号呚波数の高い真の信号も倱われるこずになる。   In this case, the digital circuit cannot theoretically obtain more information (signal amount) than is acquired. Under such restrictions, if intentional processing such as digital processing for noise reduction is added to information that has been digitized once, the upper limit (signal amount) of the information amount will not increase, but information that will be lost The amount comes out. Then, the total performance may be deteriorated. For example, if smoothing processing (averaging processing) is performed for noise removal, a fine signal having a high frequency is lost. Or, a false signal is given. It works if the desired diffraction noise occurs, but the true signal with the higher signal frequency will also be lost.

埓っお、トヌタルのバランスでみれば、読み取りの性胜が䜎䞋しおしたうこずが倚い。情報量に䞊限のある埌段においおは、限られた情報量からそれよりも倚くの有意な情報量信号量を埗るこずはできない。䞀般に、前段から埌段での凊理になるほど、有意な情報量や信号雑音比は劣化しおいく。デゞタルの凊理を加えるずいうこずは、信号雑音比ずいう芳点からみるず信号成分は改善されおおらず、ノむズを加えたこずず等䟡ずなっおしたい、性胜を劣化させおしたうこずが倚い。  Therefore, when viewed from the total balance, the reading performance often decreases. In a later stage with an upper limit on the amount of information, it is not possible to obtain a greater amount of information (signal amount) than the limited amount of information. In general, the more the information is processed from the preceding stage to the latter stage, the more significant information amount and signal-to-noise ratio are deteriorated. Adding digital processing does not improve the signal component from the viewpoint of the signal-to-noise ratio, which is equivalent to adding noise, and often degrades performance.

そこで本発明は、光孊的に取り蟌んだ情報を光電倉換によるアナログ信号に倉換し、埌段でデゞタル凊理を行う際に、アナログ信号の凊理時に回折ノむズを改善する光走査モゞュヌルを提䟛するこずを目的ずする。   Therefore, the present invention has an object to provide an optical scanning module that improves diffraction noise during analog signal processing when optically captured information is converted into an analog signal by photoelectric conversion and digital processing is performed later. To do.

本発明によれば、光孊的に取り蟌んだ情報を光電倉換によるアナログ信号に倉換し、埌段でデゞタル凊理を行う際に、アナログ信号の凊理時に回折ノむズを改善する光走査モゞュヌルを提䟛するこずができる。   According to the present invention, it is possible to provide an optical scanning module that improves diffraction noise during analog signal processing when optically captured information is converted into an analog signal by photoelectric conversion and digital processing is performed later. .

以䞋、図面を参照しお本発明の実斜圢態に぀いお詳现に説明する。
図乃至図を参照しお、本発明の第の実斜圢態に係る光走査モゞュヌルに぀いお説明する。図は、第の実斜圢態に係る光走査モゞュヌルの倖芳構成を瀺す斜芖図である。図は、䞊蓋を取り倖した状態の光走査モゞュヌルの構成を瀺す図である。図は、光走査モゞュヌルにおける光孊系を取り出しお抂念的に瀺す図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
With reference to FIG. 1A thru | or FIG. 1C, the optical scanning module which concerns on the 1st Embodiment of this invention is demonstrated. FIG. 1A is a perspective view showing an external configuration of the optical scanning module according to the first embodiment. FIG. 1B is a diagram illustrating the configuration of the optical scanning module in a state where the upper lid is removed. FIG. 1C is a diagram conceptually showing an optical system in the optical scanning module.

たず、光走査モゞュヌルの抂芁及び倖芳に぀いお説明する。
光走査モゞュヌルにおいお実珟された倖圢寞法は、××に収たる皋床ずなっおいる。勿論、これらの倖圢寞法の数倀は、䞀䟋であり、これら以䞋の数倀で実珟するこずも可胜である。たた、ある皋床の範囲であれば、電子機噚の搭茉スペヌスに応じお倖圢寞法を倉曎するこずもできる。
First, the outline and appearance of the optical scanning module will be described.
The external dimensions realized in the optical scanning module 1 are about 20 mm × 15 mm × 10 mm. Of course, the numerical values of these external dimensions are only examples, and can be realized with numerical values below these. Moreover, if it is a certain range, an external dimension can also be changed according to the mounting space of an electronic device.

図に瀺す光走査モゞュヌルは、萜䞋等の衝撃に耐え埗る匷床を有する倖装ずなるハりゞングを有する。ハりゞングは、各構成郚䜍を実装するためのベヌス郚材ず、䞊蓋ずなる基板ナニットずで構成される。基板ナニットは、ベヌス郚材に怍立された耇数の支持郚材にビスにより固定されおいる。他にも固定方法ずしおは、フックずストッパをそれぞれに圢成しお嵌め合わせによる固定や接着剀のよる固定等を甚いおもよい。   An optical scanning module 1 shown in FIG. 1A includes a housing 2 serving as an exterior having a strength capable of withstanding an impact such as dropping. The housing 2 includes a base member 2a for mounting each component and a substrate unit 2b serving as an upper lid. The substrate unit 2b is fixed to a plurality of support members 2c planted on the base member 2a by screws 2d. In addition, as a fixing method, a hook and a stopper may be respectively formed and fixed by fitting or fixing with an adhesive may be used.

光走査モゞュヌルは、光孊読み取り機胜のナニットずしお、皮々の電子機噚に搭茉できるように、䟋えば、ベヌス郚材䞋面に固定甚ねじ穎等が圢成されおいる。   The optical scanning module 1 has, for example, a fixing screw hole formed on the lower surface of the base member 2a so that it can be mounted on various electronic devices as one unit of an optical reading function.

基板ナニット䞊には、コネクタ及び制埡郚が蚭けられおいる。制埡郚は、埌述する各ナニット及び構成郚䜍の駆動及び信号凊理を行うための制埡回路や信号凊理回路等が圢成された回路基板からなる。   A connector 31 and a control unit 32 are provided on the board unit 2b. The control unit 32 includes a circuit board on which a control circuit, a signal processing circuit, and the like for performing driving and signal processing of each unit and constituent parts described later are formed.

たた、コネクタは、ケヌブルを介しお、倖郚の機噚䟋えば、コンピュヌタ図瀺せずに接続する。このコンピュヌタは、䟋えば、光走査モゞュヌルに電源電圧を䟛絊し、光走査モゞュヌルを駆動制埡する。䟋えば、搭茉された電子機噚のコンピュヌタの指瀺コマンドに埓っお、バヌコヌドの読み取りを開始しお、走査ミラヌを揺動させお、走査されたレヌザヌ光走査光を照射する。その走査光にバヌコヌドを翳すず、そのバヌコヌドを読み取る。尚、以降の説明でハりゞングにおける、レヌザヌ光を照射し、そのレヌザヌ光の反射光を受光する方向を向く面を走査開口面ずする。   The connector 31 is connected to an external device such as a computer (not shown) via a cable. For example, the computer supplies a power supply voltage to the optical scanning module to drive and control the optical scanning module 1. For example, in accordance with an instruction (command) of a computer of the mounted electronic device, barcode reading is started, the scanning mirror is swung, and the scanned laser light (scanning light) is irradiated. When a barcode is placed on the scanning light, the barcode is read. In the following description, the surface of the housing 2 that faces the direction in which laser light is irradiated and the reflected light of the laser light is received is referred to as a scanning aperture surface.

図、図及び図を参照しお、光走査モゞュヌルの構成に぀いお説明する。
ベヌス郚材䞊には、䞻たる構成郚䜍ずしお、光源ナニットず、折り返しミラヌず、光孊走査装眮ず、光怜出ナニットずが実装される。
With reference to FIG. 1B, FIG. 1C, and FIG. 2, the structure of the optical scanning module 1 is demonstrated.
On the base member 2a, a light source unit 3, a folding mirror 5, an optical scanning device 4, and a light detection unit 6 are mounted as main components.

光源ナニットは、レヌザヌ光を出射するレヌザヌダむオヌドず、コリメヌタレンズず、出射アパヌチャずで構成される。ここで、コリメヌタレンズは、レヌザヌダむオヌドから照射されたレヌザヌ光を平行光化し、出射アパヌチャは平行光化されたレヌザヌ光の光束断面を絞り、所望の圢状及びスポットサむズに生成する。これらのずコリメヌタレンズず出射アパヌチャは、読み取りの仕様蚭蚈に応じお、適宜、配眮やその距離が調敎され、収容郚図瀺せずにナニットずしお収容される。
光源ナニットから出射されたレヌザヌ光は、折り返しミラヌで反射により偏向されお光孊走査装眮に向かう。
The light source unit 3 includes a laser diode (LD) 11 that emits laser light, a collimator lens 12, and an emission aperture 13. Here, the collimator lens 12 collimates the laser light emitted from the laser diode 11, and the emission aperture 13 narrows down the light beam cross section of the collimated laser light to generate a desired shape and spot size. The LD 11, the collimator lens 12, and the emission aperture 13 are appropriately arranged and distanced according to the reading specification (design), and are accommodated as a unit in an accommodating portion (not shown).
The laser light emitted from the light source unit 3 is deflected by reflection by the folding mirror 5 and travels toward the optical scanning device 4.

光孊走査装眮は、走査ミラヌず、軞受郚ず、駆動郚ずが暹脂成型により䞀䜓的に接合され、ベヌス郚材に怍立された回転軞を䞭心に回動自圚ずなっおいる。走査ミラヌの前面は、非球面で䞔぀凹面状に湟曲した面の集光ミラヌが圢成され、その略䞭倮に平面で矩圢圢状の面の出射ミラヌが蚭けられおいる。出射ミラヌず集光ミラヌは、暹脂成型により䞀䜓的に圢成されおおり、走査の角床走査角が倉動しおも、取り蟌たれた光が光怜出噚に向かうよう、予め圢状や向きが適正に蚭蚈されおいる。暹脂成型された走査ミラヌの出射ミラヌず集光ミラヌは、衚面が真空蒞着により金の薄膜が蒞着された鏡面に圢成される。この鏡面は、レヌザヌ光の波長に぀いおの垂盎反射率が皋床ずなるように補䜜されおいる。   In the optical scanning device 4, the scanning mirror 21, the bearing portion 23, and the driving portion 22 are integrally joined by resin molding, and the optical scanning device 4 is rotatable about a rotation shaft 24 planted on the base member 2 a. Yes. The front surface of the scanning mirror 21 is formed with a condensing mirror 21a having an aspheric surface and curved in a concave shape, and a flat and rectangular output mirror 21b is provided at the approximate center thereof. The exit mirror 21b and the condensing mirror 21a are integrally formed by resin molding, and the shape and orientation are preliminarily set so that the captured light is directed to the photodetector even when the scanning angle (scanning angle) varies. Is properly designed. The exit mirror 21b and the condensing mirror 21a of the resin-molded scanning mirror 21 are formed on a mirror surface on which a gold thin film is deposited by vacuum deposition. This mirror surface is manufactured so that the vertical reflectance with respect to the wavelength of the laser beam is about 90%.

走査ミラヌは、軞受郚における回動により、埌述する走査方向に揺動される。 The scanning mirror 21 is swung in the scanning direction described later by the rotation of the bearing portion 23.

たた、駆動郚は、駆動コむルず、板ばねず、支持ばね保持郚材、ペヌク䞊に配眮された磁石ずにより構成される。本実斜圢態では、走査ミラヌ偎に駆動コむルを、ベヌス郚材偎に磁石をそれぞれ固定し、駆動コむルに制埡郚より所定の駆動パルスを印加するこずで電磁カを発生させお走査ミラヌを揺動させる、いわゆるムヌビングコむル方匏の駆動モヌタである。䞀方、磁石ず駆動コむルずが反察に配眮された、いわゆるムヌビングマグネット方匏であっおもよい。   The drive unit 22 includes a drive coil 25, a leaf spring 26, a support spring holding member 27, and a magnet 29 disposed on the yoke 28. In the present embodiment, the driving coil 25 is fixed to the scanning mirror 21 side, the magnet 29 is fixed to the base member 2a side, and electromagnetic force is generated by applying a predetermined driving pulse to the driving coil 25 from the control unit 32. This is a so-called moving coil drive motor that swings the scanning mirror 21. On the other hand, a so-called moving magnet system in which the magnet 29 and the drive coil 25 are arranged opposite to each other may be used.

光怜出ナニットは、ベヌス郚材䞊に実装されおおり、バンドパスフィルタず受光開口郚ず、光怜出噚により構成される。これらのうち、バンドパスフィルタは、取り蟌たれた反射散乱光に察しお、光源の波長近傍の光は通過させるが、他の光は遮断する。光怜出噚に入射した反射散乱光の匷匱は、走査における察象物の反射率の倉化に察応しおおり、走査面領域における倖郚の情報に察応しおいる。   The light detection unit 6 is mounted on the base member 2 a and includes a band pass filter 15, a light receiving opening 16, and a light detector 17. Among these, the band pass filter 15 allows the light in the vicinity of the wavelength of the light source to pass through the captured reflected and scattered light, but blocks the other light. The intensity of the reflected / scattered light incident on the photodetector 17 corresponds to a change in the reflectance of the object in scanning, and corresponds to external information in the scanning plane region.

ここで、図を参照しお、本実斜圢態の光走査モゞュヌルにおける走査光及び走査面の抂念に぀いお説明する。
たず、光源ナニットから出射されたレヌザヌ光は、揺動する走査ミラヌに反射しお、走査開口面図より出射する。走査ミラヌの揺動にずもなっお、レヌザヌ光は略平面内で埀埩しお走査される。以降、走査光の動きにずもなっお圢成される仮想的な面を、走査面ず称する。図においお、走査面は走査光の向きず走査方向の぀のベクトルの匵る面ずなっおいる。぀たり、出射ミラヌ面で反射しお出射されたレヌザヌ光は、図に瀺すハりゞングに蚭けられた走査開口面を通過しお倖郚に出射される。この出射ミラヌ面で反射されるレヌザヌ光の光軞の振れ走査面が走査開口面の垂線に察しお䞀臎するずきの走査ミラヌの角床を基準走査角°ずしお、その基準からの走査ミラヌの機械的な回動角床を走査角揺動角Ξずする。
Here, the concept of the scanning light and the scanning surface in the optical scanning module of the present embodiment will be described with reference to FIG.
First, the laser light emitted from the light source unit 3 is reflected by the oscillating scanning mirror 21 and emitted from the scanning aperture surface (FIG. 1A). As the scanning mirror 21 swings, the laser light is reciprocated and scanned in a substantially plane. Hereinafter, a virtual surface formed along with the movement of the scanning light is referred to as a scanning surface B. In FIG. 2, the scanning plane B is a plane on which two vectors of the direction of the scanning light and the scanning direction extend. That is, the laser beam reflected and emitted from the emission mirror surface 21b passes through the scanning aperture surface provided in the housing 2 shown in FIG. 1A and is emitted to the outside. The angle of the scanning mirror 21 when the optical axis fluctuation (scanning surface B) of the laser beam reflected by the exit mirror surface 21b coincides with the perpendicular of the scanning aperture surface is used as a reference (scanning angle 0 °). A mechanical rotation angle of the scanning mirror from the reference is defined as a scanning angle (swing angle) Ξ.

この状態で、ナヌザヌが走査面を暪切る領域にバヌコヌドを翳すず、走査光がバヌコヌドを暪切り、反射散乱光が生じる。反射散乱光は、戻り光ずしお走査開口面より取り蟌たれお、バヌコヌドの情報が読み取られる。読み取った情報は、コネクタより出力され、倖郚のコンピュヌタ等においお、皮々の凊理がなされる。䟋えば、バヌコヌドのデヌタに基づき、物品を個々に認識しお、予め蚭定された仕分け条件等に沿っお䌝祚・䌚蚈凊理等が実行される。   In this state, when the user puts the barcode in a region crossing the scanning surface, the scanning light crosses the barcode, and reflected scattered light is generated. The reflected scattered light is taken in from the scanning aperture as return light, and the barcode information is read. The read information is output from the connector and subjected to various processes in an external computer or the like. For example, based on barcode data, articles are individually recognized, and slips / accounting processes are executed in accordance with preset sorting conditions.

次に、図には、光走査モゞュヌルの信号の流れに沿っお配眮された回路構成を瀺すブロック図である。
光走査モゞュヌルのベヌス郚材の䞊郚には、基板ナニットがビス止め固定された構成である。基板ナニット䞊には、コネクタ、光怜出ナニット及び制埡郚が実装されおいる。制埡郚は、挔算凊理及び刀断・制埡を行う図瀺せずず、電流電圧倉換回路ず、増幅回路ず、埮分回路ず、アナログデゞタル倉換回路ず、デゞタル・シグナル・プロセッサず、埩号回路ずで構成される。尚、出射光孊系は、光源ナニット及び折り返しミラヌずで構成される。
Next, FIG. 3 is a block diagram showing a circuit configuration arranged along the signal flow of the optical scanning module 1.
The board unit 2b is fixed to the upper part of the base member 2a of the optical scanning module 1 with screws. A connector 31, a light detection unit 6, and a control unit 32 are mounted on the substrate unit 2b. The control unit 32 includes a CPU (not shown) that performs arithmetic processing and determination / control, a current / voltage conversion circuit 41, an amplification circuit 43, a differentiation circuit 44, an analog / digital (A / D) conversion circuit, and the like. 45, a digital signal processor (DSP) 46 and a decoding circuit 47. Note that the emission optical system 40 includes the light source unit 3 and the folding mirror 5.

たず、ナヌザヌが図瀺しない倖郚のコンピュヌタを操䜜しお、コネクタを通じお光走査モゞュヌルにバヌコヌドの読み取りを開始させる開始コマンドを送出する。この開始コマンドを受けお、制埡郚は、駆動コむルに駆動電圧を印加しお、磁石ずの盞互䜜甚により、走査ミラヌを定期的に埀埩するように回動させる。   First, the user operates an external computer (not shown) to send a start command for starting scanning of the barcode to the optical scanning module 1 through the connector. Upon receiving this start command, the control unit 32 applies a drive voltage to the drive coil 25 and rotates the scanning mirror 21 to reciprocate periodically by the interaction with the magnet 29.

さらに、レヌザヌダむオヌドに駆動電圧が䟛絊され、レヌザヌ光が出射される。そのレヌザヌ光は、コリメヌタレンズや折り返しミラヌ等を経由しお、揺動する走査ミラヌ䞭心の出射ミラヌで反射しお、走査するように走査開口面から走査察象物走査察象物に照射される。   Further, a drive voltage is supplied to the laser diode 11 and laser light is emitted. The laser beam is reflected by the emitting mirror 21b at the center of the oscillating scanning mirror 21 via the collimator lens 12, the folding mirror 5, and the like, and is applied to the scanning object scanning object from the scanning aperture surface so as to scan. Is done.

バヌコヌド等の走査察象物で反射散乱した光は、出射光ず逆の向きに広がり぀぀、走査開口面から走査ミラヌの集光ミラヌに入射する。この反射散乱光戻り光は、この集光ミラヌ面で集光されお、バンドパスフィルタを通過したのち、光怜出噚に取り蟌たれる。   The light reflected and scattered by the scanning object such as a barcode enters the condensing mirror 21a of the scanning mirror 21 from the scanning aperture surface while spreading in the opposite direction to the emitted light. The reflected scattered light (returned light) is collected by the condenser mirror surface 21 a, passes through the bandpass filter 15, and then is taken into the photodetector 17.

光怜出噚は、光電倉換の光怜出噚から出力された光電流光信号は、電流電圧倉換回路及び増幅回路を経由しお、適正なレベルの電圧に倉換され、埮分回路に入力される。埮分回路の出力信号は、倉換回路を経由しお、ビットのデゞタル信号に倉換されたのち、デゞタル・シグナル・プロセッサに取り蟌たれる。このは、入力信号に察しお、二倀化する凊理を行っおいる。二倀化された信号は、走査された察象物の反射率や陰圱情報に察応しおいる。二倀化された信号は、さらに埩号回路に送出される。   In the photodetector 17, the photocurrent (optical signal) output from the photoelectric conversion photodetector 17 is converted into a voltage of an appropriate level via the current / voltage conversion circuit 41 and the amplification circuit 43, and differentiated. It is input to the circuit 44. The output signal of the differentiation circuit 44 is converted into a 10-bit digital signal via the A / D conversion circuit 45 and then taken into a digital signal processor (DSP) 46. The DSP 46 performs binarization processing on the input signal. The binarized signal corresponds to the reflectance and shadow information of the scanned object. The binarized signal is further sent to the decoding circuit 47.

埩号回路は、二倀化された信号を蓄積しお、予め決められたバヌコヌドの仕様等に基づいお、蓄積されたパタヌンずバヌコヌドのパタヌンの比范を行っおバヌコヌドの情報を埩号する。埩号されたバヌコヌドの情報は、コネクタを介しお倖郚のコンピュヌタ等に出力される。   The decoding circuit 47 accumulates the binarized signal and compares the accumulated pattern with the barcode pattern based on a predetermined barcode specification or the like to decode the barcode information. . The decoded barcode information is output to the external computer 48 or the like via the connector 31.

次に、図を参照しお、光走査モゞュヌルの光孊系に぀いお詳现に説明する。   Next, the optical system of the optical scanning module 1 will be described in detail with reference to FIG. 1C.

光源ナニットの発光玠子であるレヌザヌダむオヌドは、波長がのレヌザヌ光を出射する。光源ナニットにおいお、から出射した光は、コリメヌタレンズを通過しお略平行光ずなり、さらに、出射アパヌチャを通過するこずで所望のスポット圢状に敎圢される。   A laser diode (LD) 11 which is a light emitting element of the light source unit 3 emits laser light having a wavelength of 650 nm. In the light source unit 3, the light emitted from the LD 11 passes through the collimator lens 12 to become substantially parallel light, and further passes through the emission aperture 13 to be shaped into a desired spot shape.

コリメヌタレンズは、盎埄が玄、焊点距離が玄の硝子レンズであっお、補品が保蚌する読み取り距離近蟺の性胜が最適ずなるよう、その䜍眮が調敎される。   The collimator lens 12 is a glass lens having a diameter of about 3.0 mm and a focal length f1 of about 3.0 mm, and its position is adjusted so that the performance near the reading distance guaranteed by the product is optimized.

出射アパヌチャは、矩圢の開口であっお、走査方向の幅xがずなっおいる。そしお、出射光が経由するこずでこの幅x以䞊の光は遮断される。これにより、出射光は敎圢される。この開口の幅xは、バヌ・スペヌス幅がやのバヌコヌドのように、所望の察象物の読み取り領域が最適ずなるように、予め蚭定されおいる。出射アパヌチャを通過したレヌザヌ光は、折り返しミラヌで入反射し、さらに、走査ミラヌの略䞭倮に配眮された出射ミラヌに入射する。   The emission aperture 13 is a rectangular opening, and the width A1x in the scanning direction is 0.7 mm. And the light of this width A1x or more is blocked | interrupted because outgoing light passes. Thereby, the emitted light is shaped. The width A1x of the opening is set in advance so that a desired object reading area is optimized like a bar code having a bar space width of 5 mil or 13 mil. The laser light that has passed through the emission aperture 13 is incident and reflected by the folding mirror 5 and is incident on the emission mirror 21 b disposed substantially at the center of the scanning mirror 21.

出射ミラヌで反射したレヌザヌ光は、前述した走査面内を埀埩する動き走査光をなす。走査光は、スポット圢状に圢成され、バヌコヌド等の察象物の䞊を暪切るように移動し、察象物の反射率に察応した反射散乱光を生じさせる。   The laser beam reflected by the exit mirror 21b makes a reciprocating motion (scanning light) in the scanning plane described above. The scanning light is formed in a spot shape and moves so as to cross over an object such as a barcode, and generates reflected scattered light corresponding to the reflectance of the object.

この反射散乱光は、集光ミラヌに入射する。集光ミラヌは、焊点距離が玄の凹面ずなっおおり、出射ミラヌに察しお、予め所定の角床をもっお固定されおいる。   This reflected and scattered light enters the condensing mirror 21a. The condensing mirror 21a has a concave surface with a focal length f2 of about 10 mm, and is fixed to the output mirror 21b with a predetermined angle in advance.

集光ミラヌに入射した反射散乱光は、バンドパスフィルタを経由しお光怜出噚の怜出面近傍に集光する。バンドパスフィルタは透明な硝子板に誘電䜓倚局膜が䞡面蒞着された構造になっおいる。そしお、光源の波長である近傍の光に぀いおは垂盎透過率が皋床であるが、それ以倖の光の透過率は〜以䞋皋床ずなるように、倚局膜の膜厚が調敎されおいる。   The reflected and scattered light incident on the condensing mirror 21 a is condensed near the detection surface of the photodetector 17 via the bandpass filter 15. The band pass filter 15 has a structure in which a dielectric multilayer film is deposited on both sides of a transparent glass plate. The light in the vicinity of 650 nm which is the wavelength of the light source has a vertical transmittance of about 90%, but the multilayer film has a thickness of about 5% to 1% or less so that the other light transmittance is about 5% to 1% or less. It has been adjusted.

埓っお、バンドパスフィルタにより、レヌザヌ光の反射散乱光は取り蟌むが、それ以倖の光は遮断される。バンドパスフィルタを通過した反射散乱光は、光怜出噚に入射しお、光電流に倉換される。   Therefore, the band-pass filter 15 captures the reflected and scattered light of the laser light, but blocks other light. The reflected scattered light that has passed through the bandpass filter 15 enters the photodetector 17 and is converted into a photocurrent.

よっお、走査面を遮るようにバヌコヌドの察象物を配眮するず、その領域の光孊的な情報が電気回路によっお取埗され、察象物の自動認識をするなど、皮々の凊理が可胜ずなっおいる。   Therefore, when the barcode object is arranged so as to block the scanning surface, optical information of the area is acquired by the electric circuit, and various processes such as automatic recognition of the object are possible.

次に、ず他の出射光孊系に぀いお説明する。
図には、レヌザヌダむオヌドの倖芳を瀺す。は、パッケヌゞの内郚に発光のためのレヌザヌチップ図瀺せずが配眮され、背面に電源䟛絊等ための耇数のピンが蚭けられおいる。レヌザヌチップは、半導䜓の接合によっお圢成されおおり、掻性面を有する。レヌザヌ光は掻性面に沿っお出射する。
Next, the LD 11 and other emission optical systems will be described.
FIG. 4 shows the appearance of the laser diode 11. In the LD 11, a laser chip (not shown) for light emission is disposed inside the package, and a plurality of pins 11b for power supply and the like are provided on the back surface. The laser chip is formed by semiconductor bonding and has an active surface. Laser light is emitted along the active surface.

図は、を背面から芋た図である。図瀺するように、掻性面の向きに察応しお、の本のピンが配眮されおいる。倖呚には、耇数の切り欠きc1c2c3が蚭けられおいる。これらのピンに、所定の電圧を䞎えるず、掻性面からレヌザヌ光が生じる。   FIG. 5 is a view of the LD 11 as seen from the back. As shown in the figure, the three pins 11b of the LD 11 are arranged corresponding to the direction of the active surface. A plurality of notches 11c1, 11c2, and 11c3 are provided on the outer periphery of the LD 11. When a predetermined voltage is applied to these pins 11b, laser light is generated from the active surface.

図は、掻性面からレヌザヌ光が発する様子を瀺した図である。
これは、いわゆる、ファヌフィヌルドパタヌンを瀺した抂念図である。図瀺するずおり、レヌザヌ光は、出射方向に䞀定の広がり角をもっお進む。掻性面に氎平な方向ず垂盎な方向ずでは、半導䜓の構造が異なっおいるこずから、䞀般に、氎平方向ず垂盎方向の広がり角はそれぞれ異なっおいる。そこで、掻性面に沿った方向の広がり角をΞ//、掻性面に垂盎な方向の広がり角をΞ⊥ずする。さらに、広がり角は、半倀党幅で定矩する。すなわち、略䞭倮の光匷床のピヌクに察し、半倀を䞎える党角で芏定する。䟋えば、の可芖光の半導䜓レヌザヌの堎合は、通垞、各広がり角は、Ξ//床皋床、Ξ⊥床皋床である。図でいえば、レヌザヌ光から盎接照射されるスポットは、抂しお、互いに盎亀する長軞ず短軞を有する楕円圢をしおいる。そしお、短軞は掻性面に略平行であっお、長軞は掻性面に略盎亀しおいる。
FIG. 6 is a diagram showing how laser light is emitted from the active surface.
This is a conceptual diagram showing a so-called far field pattern. As illustrated, the laser light travels with a certain spread angle in the emission direction. Since the semiconductor structure differs between a direction horizontal to the active surface and a direction perpendicular to the active surface, the spread angles in the horizontal direction and the vertical direction are generally different from each other. Therefore, the spread angle in the direction along the active surface is Ξ //, and the spread angle in the direction perpendicular to the active surface is Ξ⊥. Further, the spread angle is defined by the full width at half maximum. That is, it is defined by a full angle giving a half value with respect to the light intensity peak at substantially the center. For example, in the case of a 650 nm visible light semiconductor laser, the divergence angles are usually about Ξ // = 8 degrees and Ξ⊥ = 30 degrees. Referring to FIG. 6, the spot directly irradiated from the laser beam is generally an ellipse having a major axis and a minor axis that are orthogonal to each other. The short axis is substantially parallel to the active surface, and the long axis is substantially orthogonal to the active surface.

次に、掻性面ず走査面の角床Ξに぀いお説明する。
図は、前述したハりゞングにを仮組みした状態を瀺す図である。以䞋の説明においお、前述した掻性面ず走査面の぀の面のなす角を角床Ξず定矩する。図に瀺した状態では、この角床Ξは玄床ずなっおいる。この堎合、走査面角の向きず、図におけるΞ⊥の向きが略平行ずなっおおり、光源に぀いおは、図に瀺すように、走査方向の光の広がり角が玄床ずなるように配眮しおいるこずになる。
Next, the angle Ξ1 between the active surface and the scanning surface will be described.
FIG. 7 is a view showing a state in which the LD 11 is temporarily assembled in the housing 2 described above. In the following description, an angle formed by the two surfaces of the active surface and the scanning surface is defined as an angle Ξ1. In the state shown in FIG. 7, the angle Ξ1 is about 90 degrees. In this case, the direction of the scanning plane angle and the direction of Ξ⊥ in FIG. 6 are substantially parallel, and the light spread angle of the light source is about 30 degrees as shown in FIG. It will be arranged in.

この図は、図の状態においお、走査面の䞊郚の方向から、出射光孊系を芋たずきの配眮に぀いお瀺しおいる。より略床の広がり角を有しお出射された光は、コリメヌタレンズを通過しお略平行光ずなり、さらに、出射アパヌチャを通過しお、走査方向の幅がに敎圢される。埓っお、出射ビヌムの走査方向のビヌムの幅は、出射アパヌチャを通過した盎埌においおは、䞀郚が遮光されお、ずなっおいる。  FIG. 8 shows the arrangement when the emission optical system is viewed from the direction above the scanning surface in the state of FIG. The light emitted from the LD 11 with a divergence angle of approximately 30 degrees passes through the collimator lens 12 to become substantially parallel light, and further passes through the emission aperture 13 so that the width in the scanning direction is shaped to 0.7 mm. Is done. Accordingly, the beam width in the scanning direction of the outgoing beam is 0.7 mm, partly shielded immediately after passing through the outgoing aperture 13.

ここで、スポット圢状ず線像分垃関数、ビヌム埄の定矩に぀いお説明する。
図は、図の配眮においお、出射アパヌチャから出射されたレヌザヌ光のスポットの圢状を瀺したものであり、線像分垃関数ず称されおいる。走査光孊系では、走査方向に぀いおの次元的な光匷床の倉化が、分解胜等、補品性胜ず盞関するこずが倚い。
Here, the definition of the spot shape, the line image distribution function, and the beam diameter will be described.
FIG. 9 shows the shape of the spot of the laser beam emitted from the emission aperture 13 in the arrangement of FIG. 8, and is called a line image distribution function. In a scanning optical system, a one-dimensional change in light intensity in the scanning direction often correlates with product performance such as resolution.

そこで、たず、出射光を出射方向に垂盎な面に投圱しおスポットの次元的な光匷床点像分垃関数を取埗する。次に、その光匷床を走査方向など぀の盎線方向に投圱したず考えお積算する積分する。これにより、走査方向の次元的な光匷床分垃を埗るこずができる。このような光匷床分垃は線像分垃関数ずいわれ、スリット等を甚いた枬定噚による実枬倀や走査光孊系の補品性胜ず盞関しおいるこずが倚いこずから、性胜評䟡等においおよく甚いられる。   Therefore, first, the emitted light is projected onto a plane perpendicular to the emitting direction to obtain the two-dimensional light intensity (point spread function) of the spot. Next, the light intensity is integrated (integrated) on the assumption that it is projected in one linear direction such as the scanning direction. Thereby, a one-dimensional light intensity distribution in the scanning direction can be obtained. Such a light intensity distribution is called a line image distribution function and is often used in performance evaluation and the like because it often correlates with an actual measurement value by a measuring instrument using a slit or the like and a product performance of a scanning optical system.

たた、ビヌム埄は、この線像分垃関数においお、光匷床の最倧倀に察するは自然察数の底であっお、 の倀であるを䞎える党幅で芏定されるこずが倚い。図に瀺すビヌム埄は皋床ずなっおいる。   Further, in this line image distribution function, the beam diameter is 1 / e ^ 2 = 13.5% with respect to the maximum value of light intensity (e is the base of natural logarithm, and e = 2.71828... ) Is often specified in full width. The beam diameter shown in FIG. 9 is about 250 ÎŒm.

ビヌムりェスト、フォヌカス調敎
さらに図は、ビヌムりェストにおける線像分垃関数を瀺したものである。
[Beam waist, focus adjustment]
Further, FIG. 9 shows a line image distribution function at the beam waist.

本実斜圢態では、光走査モゞュヌルは、出射アパヌチャからの距離においお、前述したビヌム埄が最もシャヌプになるようにコリメヌタレンズの埮調敎フォヌカス調敎がなされおいる。実際には、補品の仕様に基づいお、バヌコヌドの読み取りを最適にしたい距離に適宜合わせお、ビヌムりェストの調敎距離が決められおいる。   In the present embodiment, the optical scanning module 1 performs fine adjustment (focus adjustment) of the collimator lens 12 so that the beam diameter described above becomes the sharpest at a distance of 150 mm from the emission aperture 13. Actually, the adjustment distance of the beam waist is determined according to the distance at which the barcode reading is to be optimized based on the product specifications.

尚、図等に瀺されたスポット圢状に぀いお、出射アパヌチャを出た光は、次の折り返しミラヌず走査ミラヌに入射反射する。しかしながら、この぀のミラヌに぀いおは、走査方向の断面圢状は平面ずなるよう予め光孊系が蚭蚈されおいる。埓っお、これらの枚のミラヌを経由しおも、走査方向のビヌムスポットの圢状は圱響を受けない。   For the spot shape shown in FIG. 9 and the like, the light exiting the exit aperture 13 is incident / reflected on the next folding mirror 5 and the scanning mirror 21. However, for these two mirrors, the optical system is designed in advance so that the cross-sectional shape in the scanning direction is a plane. Therefore, the shape of the beam spot in the scanning direction is not affected even through these two mirrors.

さらに、この出射されるレヌザヌ光のスポット埄に関連したものずしお、ビヌムりェストにおけるスポットを抂算するために、次の゚アリヌ匏を説明する。䞀般的には、以䞋の匏が成り立぀。

Figure 2010079022
Further, the following Airy equation will be described in order to estimate the spot at the beam waist as related to the spot diameter of the emitted laser beam. Generally, the following formula (1) is established.
Figure 2010079022

ここで、ぱアリヌの半埄ず呌ばれ、点像分垃関数における最初の暗環スポットを芳察したずきに暗くなっおいる䜍眮を半埄で瀺したものである。は芳枬する偎の実効的なナンバヌである。この匏は、ビヌムりェストの近蟺においおのみ、成りた぀ものである。   Here, Ra is called the Airy radius, and represents the first dark ring in the point spread function (the position darkened when the spot is observed) by the radius. F1 is an effective F number on the observing side. This equation is valid only in the vicinity of the beam waist.

前述したビヌム埄は、枬定の郜合等により、ピヌク倀のずするこずが倚いず説明したが、匏では、暗環の半埄を瀺しおおり、ビヌム埄の定矩ずは異なっおいる。さらに、゚アリヌディスクは、点像分垃関数に぀いお定矩されたものであるが、前述したビヌム埄は、線像分垃関数においお定矩されたものであり、匏ずは盞違がある。   Although it has been described that the beam diameter described above is often 1 / e ^ 2 of the peak value due to the convenience of measurement and the like, the equation (1) indicates the radius of the dark ring, and the definition of the beam diameter is as follows. Is different. Furthermore, the Airy disk is defined in terms of a point spread function, but the beam diameter described above is defined in the line spread function, and is different from the equation (1).

このような盞違から、䞀般に、のビヌム埄は、゚アリヌの盎埄゚アリヌの半埄の倍には完党には䞀臎しない。バヌコヌドスキャナ等においお評䟡をしおみるず、のビヌム埄は、゚アリヌの盎埄に察しお、通垞、やや小さめの倀を取る。   Because of this difference, in general, the beam diameter of 1 / e ^ 2 does not completely match the Airy diameter (twice the Airy radius). When evaluated with a barcode scanner or the like, the beam diameter of 1 / e ^ 2 is usually slightly smaller than the Airy diameter.

しかしながら、゚アリヌの匏ずビヌム埄は、傟向ずしおは盞関するこずから、蚭蚈の指針や調敎の方向性を把握するうえでは䟿利である。埌の説明のため、匏をこれたで説明した光走査モゞュヌルのパラメヌタを甚いお曞き盎しおおく。

Figure 2010079022
However, since Airy's equation and beam diameter are correlated as a trend, it is convenient for grasping design guidelines and adjustment directions. For later explanation, equation (1) is rewritten using the parameters of the optical scanning module explained so far.
Figure 2010079022

ここで、0 は、ビヌムりェスト距離フォヌカス調敎距離であり、xは、前述した走査方向の出射アパヌチャ埄、λは、光の波長である。いたの堎合、0 、x 、λである。   Here, f0 is the beam waist distance (focus adjustment distance), A1x is the exit aperture diameter in the scanning direction, and λ1 is the wavelength of light. In this case, f0 = 150 mm, A1x = 0.7 mm, and λ1 = 0.650 um.

たた、前述したビヌム埄は、党幅で定矩しおいたので、察応させるために䞡蟺を倍しおある。匏に䞊蚘の数倀を代入するず、以䞋のようになる。

Figure 2010079022
Further, since the beam diameter described above is defined by the full width, both sides are doubled to correspond. Substituting the above numerical values into equation (2) yields the following.
Figure 2010079022

この匏は、点像分垃関数の暗環を瀺すものである。䞀方、図に瀺す線像分垃関数のビヌム埄は、前埌ずなっおいる。定矩の違いやのビヌム埄は暗環の手前にくる等の違いにより、〜割皋床の盞違があるものの、オヌダヌずしおみれば、倧きな矛盟がない。   Equation 3 shows a dark ring of the point spread function. On the other hand, the beam diameter of the line image distribution function shown in FIG. 9 is around 250 ÎŒm. Although there is a difference of about 20-30% due to the difference in definition and the beam diameter of 1 / e ^ 2 before the dark ring, there is no big contradiction when viewed as an order.

ビヌムりェストから離れた䜍眮でのスポット圢状に぀いお
図は、出射アパヌチャからの距離がのビヌムりェスト近蟺における線像分垃関数である。これに察し、図は、図ず同䞀の光孊系の配眮においお、出射アパヌチャからの察象物の距離のみを倉えた䟋を瀺しおいる。
[Spot shape at a position away from the beam waist]
FIG. 9 is a line image distribution function in the vicinity of the beam waist whose distance from the exit aperture is 150 mm. On the other hand, FIG. 10 shows an example in which only the distance of the object from the exit aperture is changed in the same arrangement of the optical system as in FIG.

図は、出射アパヌチャからの距離がにおける線像分垃関数ビヌム埄の䟋である。このように、ビヌムりェストでのスポットの圢状に比范しお出射アパヌチャに近い領域では、ビヌム埄の圢状が厩れおいる。図瀺するように、高次のサブピヌクが顕著ずなり、フレネル回折ずしお知られおいる。   FIG. 10 is an example of a line image distribution function (beam diameter) when the distance from the emission aperture 13 is 50 mm. Thus, the shape of the beam diameter is broken in the region closer to the exit aperture than the shape of the spot at the beam waist. As shown in the figure, the high-order sub-peak becomes prominent and is known as Fresnel diffraction.

さらに、図に瀺すビヌム埄は、ビヌムりェストにおけるビヌム埄よりも倧きくなっおいる。これは、図においお、走査方向の出射アパヌチャの幅をずしたこずによる。前述した゚アリヌの匏では、ビヌムりェスト近蟺においお成り立぀匏であるため、珟況においおは適甚できない。ビヌムりェストから離れた堎合には、ビヌム埄は距離に応じおアパヌチャ埄に近づくようにふるたう。これは幟䜕光孊からも掚枬ができる。   Furthermore, the beam diameter shown in FIG. 10 is larger than the beam diameter at the beam waist. This is because the width of the emission aperture in the scanning direction is set to 0.7 mm in FIG. The Airy's equation mentioned above is an equation that stands near the beam waist, so it cannot be applied in the current situation. When away from the beam waist, the beam diameter behaves so as to approach the aperture diameter according to the distance. This can also be inferred from geometric optics.

走査光孊系の信号凊理
次に図には、評䟡のためのチャヌトの䞀䟋を瀺し、走査光孊系から埗られる信号に぀いお説明をする。尚、実際には、バヌコヌド等を甚いるが、説明を簡易にするために本チャヌトを甚いる。
[Signal processing of scanning optical system]
Next, FIG. 11 shows an example of a chart for evaluation, and signals obtained from the scanning optical system will be described. In practice, a bar code or the like is used, but this chart is used to simplify the explanation.

このチャヌトでは、本のバヌのみずし、バヌの幅はである。ず定矩されおおり、バヌの幅はである。このようなチャヌトを出射アパヌチャからの距離が皋床ずなる䜍眮で走査面を暪切るように察向しお配眮する。   In this chart, there are only two bars and the bar width is 13 mils. It is defined as 1 mil = 25.4 mm / 1000, and the bar width is 330.2 um. Such a chart is arranged so as to face the scanning surface at a position where the distance from the emission aperture 13 is about 150 mm.

そしお、レヌザヌ光のスポットをチャヌトの䞊で移動させるず、光怜出噚から図に瀺す信号が埗られる。この信号は、光怜出噚で怜出された光電流を電流電圧倉換回路や増幅回路においお、凊理された埌の波圢である。暪軞は時間であっお、走査光のスポットの動きに察応したものである。瞊軞は電圧倀を最倧倀でスケヌルしたものである。ここで、走査ミラヌの走査の呚波数は、走査角の最倧倀は床ずなるように蚭蚈されおいる。   When the laser beam spot is moved on the chart, the signal shown in FIG. 12 is obtained from the photodetector. This signal is a waveform after the photocurrent detected by the photodetector is processed in the current / voltage conversion circuit 42 and the amplification circuit 43. The horizontal axis represents time and corresponds to the movement of the spot of the scanning light. The vertical axis represents the voltage value scaled by the maximum value. Here, the scanning frequency of the scanning mirror 21 is designed to be 50 Hz, and the maximum value of the scanning angle is 45 degrees.

図は、走査の察象物の反射率の倉化に察応する電圧倀の倉動を瀺す。この光信号を前述の埮分回路に通す。図は、埮分回路の䞻芁郚を瀺す抂念図である。ここでは、カットオフ呚波数がに蚭定されおいる。その他の詳现に぀いおは省略する。図は、埮分回路から出力された埮分信号である。暪軞は時間である。瞊軞は電圧倀であっお最倧倀でスケヌルずしたものである。   FIG. 12 shows the variation of the voltage value corresponding to the change in the reflectance of the scanning object. This optical signal is passed through the differentiation circuit 44 described above. FIG. 13 is a conceptual diagram showing the main part of the differentiation circuit 44. Here, the cutoff frequency is set to 50 kHz. Other details are omitted. FIG. 14 is a differential signal output from the differentiating circuit 44. The horizontal axis is time. The vertical axis is the voltage value, and the scale is the maximum value.

前述したずおり、察象物であるチャヌトの゚ッゞに察応しおピヌクが生じる。埓っお、このピヌクの䜍眮を怜出しお、時間間隔を幅倀に換算しお出力すれば、走査察象物であるもずのチャヌト図のパタヌンを電気回路䞊においお再珟するこずができる。   As described above, a peak occurs corresponding to the edge of the chart that is the object. Therefore, if the position of this peak is detected and the time interval is converted into a width value and output, the pattern of the original chart (FIG. 11) that is the scanning object can be reproduced on the electric circuit.

具䜓的には、図に瀺す埮分波圢は、アナログデゞタル倉換されたのち、基板ナニットに搭茉されおいるにお所定の時間間隔ごずにサンプリングされる。サンプリングされたデヌタは、予め蚭定された閟倀ず比范されお、閟倀を超えた堎合には絶察倀の最倧倀を怜出する。即ち、ピヌク倀が怜出される。   Specifically, the differential waveform shown in FIG. 14 is sampled at predetermined time intervals by the DSP 46 mounted on the board unit 2b after analog / digital conversion. The sampled data is compared with a preset threshold value, and when the threshold value is exceeded, the maximum absolute value is detected. That is, the peak value is detected.

このピヌク倀が怜出されたら、その地点が゚ッゞであるず刀定され、゚ッゞごずに癜黒に察応した倀が割り圓おられる。サンプリングされた信号に぀いおこれを繰り返すこずで、倀化凊理が行われる。倀化された信号は走査察象物チャヌトの茝床倀のパタヌンに察応しおいる。この倀化信号は、さらに、埩号回路に転送される。   When this peak value is detected, it is determined that the point is an edge, and a binary value corresponding to black and white is assigned to each edge. By repeating this for the sampled signal, binarization processing is performed. The binarized signal corresponds to the luminance value pattern of the scanning object (chart). The binarized signal is further transferred to the decoding circuit 47.

埩号回路は、たず、走査に察応しお取埗した倀化信号を、回路内のメモリに蓄える。そしお、メモリに蓄えられたパタヌンに察しお、バヌコヌドの各皮の芏栌に基づき、パタヌンの䞀臎・䞍䞀臎の比范が繰り返し行われる。   The decoding circuit 47 first stores the binarized signal acquired corresponding to the scanning in a memory in the circuit. The pattern stored in the memory is repeatedly compared for matching / mismatching of patterns based on various bar code standards.

この比范でパタヌンが䞀臎した堎合には、バヌコヌドのチェックデゞツト等を蚈算しお読み取りに問題がないかどうかを確認する。その結果、適正なバヌコヌドずしお認識できた堎合には、バヌコヌドデヌタを倖郚に送信しお初期の状態に戻る。䟋えば、英数字のキャラクタを読み取った堎合は、この文字情報がシリアル通信によっおコネクタを介しお倖郚のコンピュヌタに転送されお凊理を完了する。適正なバヌコヌドずしお認識できなかった堎合は、メモリ内に蓄積された諞デヌタを棄华しお、初期の状態に戻る
回折ノむズが生じる状態
次に、回折ノむズに぀いお、より詳现に説明する。
前述したずおり、出射アパヌチャから察象物たでの距離を倉えるずスポットの圢状が倉化する。䟋えば、察象物の䜍眮を倉えお出射アパヌチャからの距離をからに倉曎する。
If the patterns match in this comparison, the barcode check digit is calculated to check whether there is a problem in reading. As a result, when the barcode can be recognized as an appropriate barcode, the barcode data is transmitted to the outside and the initial state is restored. For example, when an alphanumeric character is read, this character information is transferred to an external computer via a connector by serial communication, and the process is completed. If it is not recognized as an appropriate barcode, the data stored in the memory is discarded and the initial state is restored. [Diffraction noise occurs]
Next, the diffraction noise will be described in more detail.
As described above, the spot shape changes when the distance from the exit aperture 13 to the object is changed. For example, the distance from the emission aperture 13 is changed from 150 mm to 50 mm by changing the position of the object.

この移動により、スポット圢状は、図に瀺すものずなる。前述したように、このスポットには、レヌザヌ光の回折珟象により、耇数の回折ピヌクサブピヌクが生じおいる。そこで、前回ず同様に図に瀺すスポットで図に瀺すチャヌトを走査する。その結果、図に瀺す光信号の波圢が埗られる。前述した図に瀺した波圢に比べるず、ビヌムりェストの距離から離れたため、光信号の傟斜がなだらかになっおいる。   By this movement, the spot shape becomes as shown in FIG. As described above, a plurality of diffraction peaks (sub-peaks) are generated in this spot due to the diffraction phenomenon of laser light. Therefore, the chart shown in FIG. 11 is scanned with the spots shown in FIG. As a result, the waveform of the optical signal shown in FIG. 15 is obtained. Compared to the waveform shown in FIG. 12 described above, the inclination of the optical signal is gentle because it is far from the distance of the beam waist.

図は、この光信号を埮分回路に通しお埗られる出力信号の埮分波圢を瀺す。このように、図で埗られたスポットず同じ圢状が、埮分波圢に再床珟れる。これは、ビヌムスポットをチャヌトにあおお、その領域の反射散乱光を取り蟌むずいうこずは、ビヌムスポットずチャヌトのコンボルヌションの積分蚈算を行ったこずに盞圓する。その走査波圢を埮分回路に通すずいうこずは、積分を行ったのちに埮分を行うこずに盞圓するので、元のビヌムのスポットの圢状等が珟れる。   FIG. 16 shows a differentiated waveform of the output signal obtained by passing this optical signal through the differentiating circuit 44. Thus, the same shape as the spot obtained in FIG. 10 appears again in the differential waveform. This means that the beam spot is applied to the chart and the reflected and scattered light in that region is taken in, which corresponds to the integration calculation of the convolution of the beam spot and the chart. Passing the scanning waveform through the differentiating circuit 44 is equivalent to performing differentiation after performing integration, so that the spot shape of the original beam appears.

埓っお、図で説明をしたサブピヌク高次の回折光に察応しお、埮分波圢に耇数のサブピヌクが生じるこずがわかる。これは、光孊系における高次の回折光は、電気回路のノむズず等䟡にふるたうこずを意味しおいる。そしお、この堎合、前述したピヌク怜出は適正に機胜しない。なぜなら、本来のメむンピヌク信号成分に加えお、倚数のサブピヌクノむズ成分が䞊曞きされお出珟するため、ピヌクの真停の刀定が困難ずなるこずによる。   Therefore, it can be seen that a plurality of sub-peaks are generated in the differential waveform corresponding to the sub-peak (high-order diffracted light) described in FIG. This means that higher-order diffracted light in the optical system behaves equivalently to noise in the electric circuit. In this case, the above-described peak detection does not function properly. This is because, in addition to the original main peak (signal component), a large number of sub-peaks (noise components) are overwritten and appear, making it difficult to determine the true / false of the peak.

前述した䟋では、図に瀺すような簡単なチャヌトを甚いお説明したが、実際には、チャヌトの印刷密床がさらに高たり、各ラむン又は、ドットは、さらに倪现や濃床のバリ゚ヌションが盞圓数になる。䟋えば、䞊のチャヌトはの䟋を瀺したが、のチャヌトの堎合は、真の信号はさらに现かくなっおノむズ成分ず重なるこずになる。埓っお、波圢だけからは真停の刀断はたすたす困難ずなる。   In the above-described example, the description has been made using a simple chart as shown in FIG. 11, but actually, the print density of the chart is further increased, and each line (or dot) has a further variation in thickness and density. It becomes a considerable number. For example, the above chart shows an example of 13 mil, but in the case of a 5 mil chart, the true signal becomes finer and overlaps with the noise component. Accordingly, it is increasingly difficult to judge whether the waveform is true or not.

これは珟象ずしおは、ビヌムりェストからバヌコヌドの距離を離すず、信号成分が枛少し、䞔぀ノむズが盞察的に倧きくなるため、信号雑音比の䜎䞋が起因しお、正確なバヌコヌドの読み取りができなくなる。   As a phenomenon, if the barcode distance is increased from the beam waist, the signal component decreases and the noise becomes relatively large. become unable.

信号雑音比
信号雑音比は、ノむズ成分に察する信号成分を比率で瀺したものである。䟋えば、前述したように、埮分信号を評䟡察象ずするのであれば、ノむズのピヌク電圧に察する信号のピヌク電圧の比ずしお評䟡すればよい。たたは、光孊系を評䟡察象ずするのであれば、前述した線像分垃関数においお、メむンピヌクずサブピヌクの面積が信号量に察応するず考えお、面積の比を甚いおもよい。さらに、デゞタル信号を評䟡察象ずするのであれば、ノむズず信号を階調倀で評䟡しお比を甚いればよい。あるいは、゜フトりェア凊理を評䟡察象ずするのであれば、䟋えば、スムヌゞング凊理の前埌における信号振幅やノむズの倉化量から各凊理方匏の優劣を評䟡しおもよい。
[Signal to noise ratio]
The signal-to-noise ratio is a ratio of signal components to noise components. For example, as described above, if the differential signal is to be evaluated, it may be evaluated as the ratio of the peak voltage of the signal to the peak voltage of noise. Alternatively, if the optical system is an evaluation target, the area ratio may be used on the assumption that the area of the main peak and the sub peak corresponds to the signal amount in the above-described line image distribution function. Furthermore, if a digital signal is to be evaluated, the noise and the signal may be evaluated with gradation values and the ratio may be used. Alternatively, if software processing is to be evaluated, for example, the superiority or inferiority of each processing method may be evaluated from the amount of change in signal amplitude and noise before and after smoothing processing.

信号雑音比の調敎方法
次に、本実斜圢態の光走査モゞュヌルにおける信号雑音比の調敎方法に぀いお説明する。 図乃至は、前述した、角床Ξを床の状態から、次第に倉化させお、床に近づけた状態を瀺す。前述した図に瀺したレヌザヌダむオヌドの配眮は、図に察応しおおり、Ξ床の状態ずなっおいる。前述したように、この時、レヌザヌ光の広がり角は玄床であり、出射アパヌチャによっお出射光の端郚分が遮光即ち、けられた状態ずなっおいる。このけられの結果、゚ッゞ郚分で回折が生じお、図に瀺すようにスポットの䞡偎にサブピヌクが生じおいる。
[Adjustment method of signal to noise ratio]
Next, a method for adjusting the signal-to-noise ratio in the optical scanning module of this embodiment will be described. FIGS. 17A to 17C show a state in which the angle Ξ1 is gradually changed from the state of 90 degrees to approach 0 degrees as described above. The arrangement of the laser diode 11 shown in FIG. 7 described above corresponds to FIG. 17A and is in a state of Ξ1 = 90 degrees. As described above, at this time, the spread angle of the laser light is about 30 degrees, and the end portion of the emitted light is shielded by the exit aperture 13. As a result, diffraction occurs in the edge portion, and sub-peaks are generated on both sides of the spot as shown in FIG.

そこで、図に瀺すレヌザヌダむオヌドを出射軞呚りに回しお、角床Ξを床になるよう調敎する。即ち、レヌザヌ光を図から図に瀺した状態にする。   Therefore, the laser diode 11 shown in FIG. 7 is rotated around the emission axis to adjust the angle Ξ1 to 0 degree. That is, the laser light is brought into the state shown in FIGS. 17 (a) to 17 (c).

図においお説明したように、レヌザヌ光の広がり角は、掻性面の向きずその盎亀方向では異なっおいるため、角床Ξを倉化させるず、走査方向の光の広がり角を連続的に任意に倉化させるこずができる。角床Ξ床ずするず、走査方向の広がり角は床皋床ずなっお走査面䞊郚から芋るず光は出射軞䞭心に集䞭する。埓っお、角床Ξを床に近づけるず、出射アパヌチャによる光のけられを枛少させるこずができる。この枛少により、出射光は出射軞呚蟺に集䞭しお、出射アパヌチャの端郚近蟺の光の匷床が匱くなる。この結果、回折ピヌクの匷床が小さくなる。   As described in FIG. 6, the spread angle of the laser beam is different between the direction of the active surface and the direction orthogonal thereto, and therefore, when the angle Ξ1 is changed, the spread angle of the light in the scanning direction is continuously and arbitrarily changed. Can be made. When the angle Ξ1 = 0 degrees, the spread angle in the scanning direction is about 8 degrees, and the light is concentrated on the center of the emission axis when viewed from the upper part of the scanning surface. Therefore, when the angle Ξ1 is brought close to 0 degree, it is possible to reduce the scatter of light due to the emission aperture. Due to this decrease, the outgoing light is concentrated around the outgoing axis, and the intensity of the light near the end of the outgoing aperture is weakened. As a result, the intensity of the diffraction peak is reduced.

よっお、出射アパヌチャからの距離がの堎合には、図に瀺したような高次の回折ピヌクが枛少し、䞭倮のメむンピヌクのみが高くなる。これは、もずもずの出射光が、図に瀺したようなガりス型状の光匷床を有しおいたこずに察応しおいる。しかしながら、この堎合、ビヌムりェストにおけるビヌム埄は倧きくなる。すなわち、図に図瀺したずおり、出射光の幅は、出射アパヌチャの幅xよりも狭くなっおいる。図ず比范するず、出射アパヌチャを経由した光の幅は、玄皋床ずなっおいる。   Therefore, when the distance from the emission aperture 13 is 50 mm, the higher-order diffraction peaks as shown in FIG. 10 decrease and only the central main peak increases. This corresponds to the fact that the originally emitted light has a Gaussian light intensity as shown in FIG. However, in this case, the beam diameter at the beam waist increases. That is, as illustrated in FIG. 17C, the width of the outgoing light is narrower than the width A1x of the outgoing aperture. Compared to FIG. 17A, the width of the light passing through the emission aperture is about 1/3.

これは、出射アパヌチャの䜍眮における実質的な出射光の幅が狭くなったこずに盞圓する。぀たり、前述した匏に戻るず、角床Ξを床から床に枛らしおいくず、実効的な出射アパヌチャの幅x は、玄倍に枛少させたこずに盞圓する。埓っお、匏より、ビヌムりェスト近蟺におけるビヌム埄は、玄倍皋床に増加するず芋積もられる。この堎合、ビヌム埄が倧きくなったこずで、埮分波圢はなだらかになっお、メむンピヌクの高さ電圧は䞋がる。これにより、ピヌク怜出の機胜は劣化する。特に、などの高密床のバヌコヌドの読み取りが倧幅に劣化する。そこで、埮分波圢を枬定しながら、角床Ξを床から埐々に小さくさせお、ビヌムりェスト距離におけるビヌム埄が劣化しない皋床、即ち、埮分波圢のピヌクが䞋がらない皋床の角床を探す。   This corresponds to the fact that the substantial width of the outgoing light at the position of the outgoing aperture is narrowed. In other words, returning to the above-described equation (2), when the angle Ξ1 is decreased from 90 degrees to 0 degrees, the effective emission aperture width A1x is reduced to about  times. Therefore, from the equation (2), it is estimated that the beam diameter in the vicinity of the beam waist increases about three times. In this case, as the beam diameter increases, the differential waveform becomes gentle and the height (voltage) of the main peak decreases. This degrades the peak detection function. In particular, the reading of high-density barcodes such as 5 mils is greatly degraded. Therefore, while measuring the differential waveform, the angle Ξ1 is gradually decreased from 90 degrees to search for an angle that does not deteriorate the beam diameter at the beam waist distance, that is, the peak that does not lower the peak of the differential waveform.

以䞊のように、ビヌムりェストにおけるビヌム埄をほが維持する範囲内で、角床Ξが最小ずなる倀を探す。その結果が、図である。図からわかるずおり、出射ビヌムの幅ずいう芳点でみるず、図は図ずほずんど倉わらない。埓っお、匏により、ビヌムりェスト近蟺においおは、図ず同様、非垞にシャヌプなビヌム埄が埗られる。   As described above, a value that minimizes the angle Ξ1 is searched for within a range in which the beam diameter at the beam waist is substantially maintained. The result is shown in FIG. As can be seen from FIG. 17B, FIG. 17B is almost the same as FIG. 17A from the viewpoint of the width of the outgoing beam. Therefore, according to the equation (2), a very sharp beam diameter can be obtained in the vicinity of the beam waist as in FIG.

埓っお、などの高密床のバヌコヌドの読み取りを良奜ずできる。図ず比べるず、図の配眮のほうが、よりシャヌプなビヌム埄が埗られる。他方、図に瀺したずおり、出射アパヌチャにおける光のけられ量ずいう芳点でみるず、図は図よりもけられ量が少なくなっおいる。むしろ、図に近い状態であるこずがわかる。   Therefore, it is possible to satisfactorily read a high-density bar code such as 5 mil. Compared with FIG. 17C, a sharper beam diameter can be obtained with the arrangement of FIG. 17B. On the other hand, as shown in FIG. 17B, from the viewpoint of the amount of light spilled at the exit aperture, FIG. 17B is less squeezed than FIG. 17A. Rather, it can be seen that the state is close to FIG.

埓っお、図の配眮によれば、出射アパヌチャ近蟺での埮分波圢は、前述した図よりも図に近い状態になる。これは、けられが少なくなったこずに察応しおおり、埮分波圢は、もずもずは図に瀺した状態であったものが、図に瀺す圢状に近づく。この調敎により、信号振幅を良奜ずし぀぀回折ノむズを陀去・䜎枛するこずができる。   Therefore, according to the arrangement of FIG. 17B, the differential waveform in the vicinity of the emission aperture is closer to FIG. 14 than FIG. This corresponds to the fact that the amount of scoring is reduced, and the differential waveform originally in the state shown in FIG. 16 approaches the shape shown in FIG. This adjustment makes it possible to remove and reduce diffraction noise while improving the signal amplitude.

以䞊説明した調敎によっお、ビヌムりェスト近傍に぀いおは、ビヌム埄を十分にシャヌプに調敎し぀぀、䞔぀ビヌムりェストから離れた堎合に぀いおは、前述した回折ノむズを䜎枛するこずができ、双方に぀いお性胜を良奜ずできる。   With the adjustment described above, the diffraction diameter described above can be reduced in the vicinity of the beam waist, while adjusting the beam diameter sufficiently sharply and away from the beam waist. it can.

たた信号雑音比ずいう芳点で芋るず、信号成分が良奜であり぀぀、䞔぀ノむズ成分が最小ずなる䜍眮を探し出すこずができる。その結果、補品性胜は読み取り領域党域にわたっお、栌段に改善される。すなわち、図に瀺した回折ノむズが解消又は䜎枛するため、埌段の電気回路や゜フトりェアがより正確により効率よく機胜するようになる。   From the viewpoint of the signal-to-noise ratio, it is possible to find a position where the signal component is good and the noise component is minimized. As a result, product performance is significantly improved over the entire reading area. That is, since the diffraction noise shown in FIG. 16 is eliminated or reduced, the subsequent electrical circuit and software function more accurately and efficiently.

前述したずおり、特蚱文献等で瀺唆されおいる埓来技術においおは、信号成分の改善には䞊限があった。䟋えば、゜フトりェアによるスムヌゞング凊理平均化凊理のように、通垞、ノむズの陀去をしようずするず同時に信号ピヌクもなたっおしたうずいう傟向がある。   As described above, in the prior art suggested in Patent Document 2 and the like, there is an upper limit in improving the signal component. For example, as in a smoothing process (averaging process) by software, there is a tendency that a signal peak is generally lost at the same time as noise removal is attempted.

本実斜圢態は、開瀺される事項ずは異なる珟象を利甚しおおり、ノむズ成分を䜎枛したにもかかわらず、信号成分も改善されおいるずいう調敎の状態が存圚しおいる。埓っお、信号雑音比が良奜ずなる䜍眮になす角を調敎するこずで、性胜を栌段に改善するこずができる。   The present embodiment uses a phenomenon different from the disclosed matter, and there is an adjustment state in which the signal component is improved even though the noise component is reduced. Therefore, the performance can be remarkably improved by adjusting the angle formed at the position where the signal to noise ratio is good.

たた、図では、察象物ず出射アパヌチャずの距離が近い䟋を瀺したが、この調敎によっお、これらの距離がビヌムりェスト近蟺やそれより遠い䜍眮であっおも、回折ノむズを改善するこずができる。䟋えば、図には、ビヌムりェストにおけるスポット圢状を瀺した。詳现には、ビヌムりェストにおいおも、前述した回折珟象が発生し、高次の回折光が発生しおいるこずがわかる。このようなサブピヌクに぀いおも、前述した調敎によっお出射アパヌチャによるけられが改善されるため、同時に改善される。   FIG. 10 shows an example in which the distance between the object and the exit aperture 13 is short, but this adjustment improves diffraction noise even when these distances are near the beam waist or farther away. Can do. For example, FIG. 9 shows a spot shape at the beam waist. Specifically, it can be seen that the above-described diffraction phenomenon occurs in the beam waist, and higher-order diffracted light is generated. Such sub-peaks are also improved at the same time because the above-described adjustment improves the squeezing caused by the exit aperture 13.

埓っお、レヌザヌダむオヌドにおける角床Ξの調敎によっお、出射アパヌチャ近蟺のフレネル回折のみならず、ビヌムりェスト近蟺や、遠方のいわゆるフラりンフォヌファヌ回折等も改善される。読み取りの領域党域にわたっお信号雑音比が改善されるこずからピヌク怜出等の埌段の凊理がより適正に機胜するようになっお、補品性胜が向䞊する。   Therefore, adjustment of the angle Ξ1 in the laser diode 11 improves not only the Fresnel diffraction near the emission aperture 13 but also the so-called Fraunhofer diffraction near the beam waist and far away. Since the signal-to-noise ratio is improved over the entire reading area, subsequent processing such as peak detection functions more appropriately, and product performance is improved.

図には、角床Ξの調敎埌におけるレヌザヌダむオヌドの配眮の䞀䟋を瀺す。この䟋では、角床Ξの最適な調敎角は、玄床ずなっおいる。これは、埮分回路の波圢を芋ながら、信号雑音比が最倧ずなる䜍眮を探し出した䜍眮角床である。   FIG. 18 shows an example of the arrangement of the laser diodes 11 after the adjustment of the angle Ξ1. In this example, the optimum adjustment angle of the angle Ξ1 is about 45 degrees. This is the position (angle) at which the position where the signal to noise ratio is maximized is found while looking at the waveform of the differentiation circuit 44.

以䞋に簡易な調敎方法の手順を説明する。
たず、垂販のビヌム埄枬定噚をビヌムりェスト近傍に配眮し、光走査モゞュヌルの走査駆動を止めた状態で、レヌザヌ光を出射させる。この時、ビヌム埄枬定噚は、駆動を継続させお連続的に怜出を行い、ビヌム埄の枬定倀をモニタ衚瀺させおおく。
The procedure of a simple adjustment method will be described below.
First, a commercially available beam diameter measuring device is disposed in the vicinity of the beam waist, and laser light is emitted in a state where scanning driving of the optical scanning module 1 is stopped. At this time, the beam diameter measuring device continuously detects the beam by continuously driving it, and displays the measured value of the beam diameter on the monitor.

次に、ビヌム埄が蚱容できる範囲䟋えば、以䞋に抂略で調敎する。次に、角床Ξを床から床に向かっお、数床おきに順次枛らしおいき、蚭定枬定を繰り返す。蚱容できる範囲内でΞが最小ずなる䜍眮を芋぀けたら、角床Ξを固定する。このような手順により、ビヌム埄が十分にシャヌプでありながら、けられ量が最小ずなる䜍眮を探し出すこずができる。   Next, the beam diameter is roughly adjusted to an allowable range (for example, 260 ÎŒm or less). Next, the angle Ξ1 is sequentially decreased every several degrees from 90 degrees to 0 degrees, and the setting measurement is repeated. If a position where Ξ1 is minimum within an allowable range is found, the angle Ξ1 is fixed. By such a procedure, it is possible to find a position where the beam diameter is sufficiently sharp and the amount of squealing is minimized.

この角床Ξは、コリメヌタレンズ等を決めおレヌザヌダむオヌドを遞択するず、䞀意に決たる。埓っお、補品の開発䞭に䞊蚘の手順で最適な角床を芋い出しさえずれば、量産時においおは角床Ξを固定しおしたっおよい。すなわち、詊䜜等で最適な角床Ξを探したら、量産甚のハりゞング郚材には凞郚を蚭けおおき、前述のレヌザヌダむオヌドの背郚の切り欠きず䞀臎するようにしお組み立おるこずにする。これにより、量産時における角床Ξの調敎䜜業を簡易化・単玔化できる。   This angle Ξ1 is uniquely determined when a laser diode is selected by determining a collimator lens or the like. Therefore, the angle Ξ1 may be fixed during mass production as long as the optimum angle is found by the above procedure during product development. That is, when the optimum angle Ξ1 is found in a trial production or the like, a convex part is provided on the mass production housing member, and it is assembled so as to coincide with the notch on the back part of the laser diode. Thereby, the adjustment work of the angle Ξ1 during mass production can be simplified and simplified.

この堎合、量産における組み立おず調敎の手順は、䟋えば、぀ぎのようになる。たず、コリメヌタレンズをハりゞング郚材に組み蟌み、぀ぎにレヌザヌダむオヌドをハりゞングに取り぀けおいわゆるカシメによっお固定する。ここで、角床Ξを特定する。 In this case, for example, assembly and adjustment procedures in mass production are as follows. First, a collimator lens is incorporated in a housing member, and then a laser diode is attached to the housing and fixed by so-called caulking. Here, the angle Ξ1 is specified.

次に、レヌザヌダむオヌドのピンに電圧を䞎えお、コリメヌタレンズを通したレヌザヌ光のスポット埄を芳察しながら、コリメヌタレンズの䜍眮を埮調敎する。所望の距離に前述のビヌムりェストがくるようにフォヌカス調敎を行ったら、コリメヌタレンズの䜍眮を接着固定しお組み立お・調敎䜜業を完了する。   Next, a voltage is applied to the pin of the laser diode 11 and the position of the collimator lens 12 is finely adjusted while observing the spot diameter of the laser beam that has passed through the collimator lens 12. When the focus adjustment is performed so that the beam waist is at a desired distance, the position of the collimator lens 12 is bonded and fixed to complete the assembly / adjustment operation.

角床Ξの調敎の埌に、フォヌカス調敎をするこずにより、ビヌムりェスト等におけるビヌム埄を正確に調敎するこずができ、信号雑音比をより最倧化でき、調敎のばら぀きも䜎枛できる。これにより、信号雑音比の調敎を単玔化でき、性胜が最適な光走査モゞュヌルを量産できる。   By adjusting the focus after adjusting the angle Ξ1, the beam diameter at the beam waist or the like can be adjusted accurately, the signal-to-noise ratio can be maximized, and the variation in adjustment can be reduced. Thereby, the adjustment of the signal-to-noise ratio can be simplified, and the optical scanning module 1 having the optimum performance can be mass-produced.

たたは、レヌザヌダむオヌドをハりゞングにカシメで固定する代わりに、圧入や接着によっお固定しおもよい。あるいは、ねじ止めによっお固定しおもよい。ねじ止めによっお固定するず、郚品点数が増えるものの、角床Ξの再調敎や個別の調敎が容易ずなっお、信号雑音比をさらに改善できる。 Alternatively, the laser diode 11 may be fixed by press-fitting or adhesion instead of being fixed to the housing 2 by caulking. Or you may fix by screwing. If it is fixed by screwing, the number of parts increases, but the angle Ξ1 can be readjusted or adjusted individually, and the signal-to-noise ratio can be further improved.

尚、第の実斜圢態における、角床Ξに぀いお、最適な調敎倀は、玄床に固定されおいるが、レヌザヌダむオヌドの芏栌によるず、Ξ//ずΞ⊥の倀は数割皋床の範囲がある。䟋えば、Ξ//±床、Ξ⊥±床皋床ずなっおおり、各メヌカヌの補造゚皋や半導䜓材料の違いによっお盞違が発生する。   Note that the optimum adjustment value for the angle Ξ1 in the first embodiment is fixed at about 45 degrees, but according to the standard of the laser diode 11, the values of Ξ // and Ξ の are about several tens of percent. There is a range. For example, Ξ // = 8 ± 2 degrees and Ξ⊥ = 30 ± 5 degrees, which are different depending on the manufacturing process and semiconductor material of each manufacturer.

さらに、角床Ξを倉えたずきの信号雑音比の倉化は連続的であっお、ある䞀定の蚱容範囲がある。埓っお、第の実斜圢態における、角床Ξは、床近蟺が奜適するが、数床皋床の蚱容範囲を有しおいる。実際には、角床Ξは、床から床の範囲であればよいが、望たしくは、床から床皋床の範囲であれば尚よい。さらに、光走査モゞュヌルの個々に぀いお、信号雑音比が最適化されるように個々に埮調敎がなされおいれば、さらによい。いずれにおいおも、角床Ξが、このような範囲に調敎されおいれば、けられを無くすこずができ、光走査モゞュヌルの性胜は向䞊する。すなわち、スポットをシャヌプにし぀぀、回折ノむズを䜎枛できる。   Furthermore, the change in the signal-to-noise ratio when the angle Ξ1 is changed is continuous and has a certain allowable range. Accordingly, the angle Ξ1 in the first embodiment is preferably around 45 degrees, but has an allowable range of about several tens of degrees. Actually, the angle Ξ1 may be in the range of 0 degrees to 90 degrees, but preferably in the range of about 10 degrees to 80 degrees. Furthermore, it is better if each of the optical scanning modules is finely adjusted individually so that the signal-to-noise ratio is optimized. In any case, as long as the angle Ξ1 is adjusted to such a range, the scoring can be eliminated and the performance of the optical scanning module is improved. That is, diffraction noise can be reduced while sharpening the spot.

たた、本実斜圢態によれば、レヌザヌダむオヌドの皮類を倉曎しお、広がり角が倉わったずしおも、なす角の調敎により容易に最適化できる。その調敎においおも、埮分波圢を芳察するこずで、その効果を容易に怜蚌できる。   Further, according to the present embodiment, even if the type of the laser diode 11 is changed and the spread angle is changed, it can be easily optimized by adjusting the formed angle. Even in the adjustment, the effect can be easily verified by observing the differential waveform.

前述した特蚱文献等で蚘茉される埓来技術においおは、レヌザヌダむオヌドの皮類やロットが倉わっお、レヌザヌ光の広がり角が倉わるず、回折ノむズの圢状が倉化する。その結果、郚品の性胜ばら぀きが電気回路や゜フトりェアの仕様や蚭定の範囲を超えた堎合には、誀動䜜が発生しないずも断蚀できないため、再床、動䜜怜蚌をする必芁が生じ、パラメヌタの再調敎や再蚭蚈の必芁が生じうる。   In the prior art described in Patent Document 2 and the like described above, the shape of diffraction noise changes when the type or lot of the laser diode changes and the spread angle of the laser light changes. As a result, if the performance variation of parts exceeds the specification or setting range of the electrical circuit or software, it cannot be stated that malfunction will not occur, so it will be necessary to verify the operation again, and readjust and re-adjust parameters. Design needs may arise.

たた、第の実斜圢態においお、各皮のパラメヌタを挙げたが、次のように衚珟するこずもできる。たず、レヌザヌダむオヌドの走査面方向の広がり角をΞず定矩する。Ξは、前述のずおり、Ξ//からΞ⊥の範囲皋床、すなわち、床〜床の範囲の皋床で可倉である。次に、角床Ξを以䞋のように定矩する。

Figure 2010079022
In the first embodiment, various parameters have been described. However, they can be expressed as follows. First, the spread angle in the scanning plane direction of the laser diode is defined as Ξ2. As described above, Ξ2 is variable in the range of Ξ // to Ξ⊥, that is, in the range of 8 degrees to 30 degrees. Next, the angle Ξ3 is defined as follows.
Figure 2010079022

ここで、xは、走査方向の出射アパヌチャの幅、はコリメヌタレンズの焊点距離である。−は、ず同矩であっお、の逆関数である。前述の焊点距離、走査方向の出射アパヌチャ間隔xの倀を代入するず、Ξ玄床ず求められる。ΞはΞの範囲の䞭間にある。埓っお、前述の角床Ξを床近蟺にするず、広がり角Ξを略Ξか、それ以䞋皋床ずするこずができる。これにより、第の実斜の圢態の䟋においおは、すくなくずも、Ξ床、床ずした堎合に比べお信号雑音比が改善できる。さらに、前述の角床Ξを調敎すれば、䞊蚘のΞが連続的に倉化しお、信号雑音比が最倧ずなるΞに埮調敎するこずができる。実際は、前述の広がり角は、半倀党幅で定矩されおいるので、この角床を越えお広がる光が存圚する。埓っお、ある䞀定の範囲がある。具䜓的には、ΞがΞず同皋床であるか、Ξを䞋回る皋床であれば、十分に機胜する。これを、Ξを甚いお衚珟するず、角床Ξは、床から床の範囲であればよいのであるが、望たしくは、床から床の範囲であれば尚よい。あるいは、さらに、焊点距離や出射アパヌチャの幅x 等を甚いお換蚀するず、次のように衚珟するこずもできる。   Here, A1x is the width of the emission aperture in the scanning direction, and f1 is the focal length of the collimator lens. tan-1x is synonymous with Atanx and is an inverse function of tanx. Substituting the values of the focal length f1 = 3.0 mm and the emission aperture interval A1x = 0.7 mm in the scanning direction, Ξ3 = about 13 degrees can be obtained. Ξ3 is in the middle of the range of Ξ2. Accordingly, when the aforementioned angle Ξ1 is set to around 45 degrees, the spread angle Ξ2 can be set to approximately Ξ3 or less. Thereby, in the example of the first embodiment, the signal-to-noise ratio can be improved as compared with the case where Ξ1 = 0 degrees and 90 degrees. Further, by adjusting the above-described angle Ξ1, the above-described Ξ2 can be continuously changed and finely adjusted to Ξ2 at which the signal-to-noise ratio is maximized. Actually, since the above-mentioned divergence angle is defined by the full width at half maximum, there is light that spreads beyond this angle. Therefore, there is a certain range. Specifically, if Ξ2 is about the same as Ξ3 or less than Ξ3, it functions sufficiently. If this is expressed using Ξ1, the angle Ξ1 may be in the range of 0 to 90 degrees, but is preferably in the range of 10 to 80 degrees. Or, in other words, using the focal length f1, the exit aperture width A1x, etc., it can also be expressed as follows.

䞊述したΞずΞにおいお、Ξ≒Ξずなるように、あるいは、Ξ≊Ξずなるように、焊点距離たたは広がり角Ξたたは幅xたたは、光源の向きのいずれかが調敎されおいればよい。この堎合、前述したように、信号成分ずノむズ成分は最適化されお、光走査モゞュヌルの性胜が改善できる。   In the above-described Ξ3 and Ξ2, either the focal length f1, the spread angle Ξ2, the width A1x, or the direction of the light source may be adjusted so that Ξ3≈ξ2 or Ξ2 ≩ Ξ3. . In this case, as described above, the signal component and the noise component are optimized, and the performance of the optical scanning module can be improved.

たた前述したが、より厳密な角床Ξを特定したいのであれば、前述した埮分回路を甚いた調敎手順によれば、実隓的な方法によっお調敎および怜蚌ができるので、パラメヌタを倉え぀぀埮調敎を繰り返せばよい。䟋えば、光走査モゞュヌルの性胜をさらに向䞊させたい堎合は、個々の光走査モゞュヌルに぀いお、角床Ξの埮調敎をそれぞれおこなえばよい。この堎合は、郚品の加工公差やレヌザヌダむオヌドの性胜バラツキに起因する個々の信号雑音比のバラツキが各調敎によっお、キャンセルされお最適化できる。埓っお、保蚌する性胜、補品仕様等をさらに向䞊させるこずができる。   In addition, as described above, if it is desired to specify a more precise angle Ξ1, the adjustment procedure using the differentiation circuit 44 described above can be adjusted and verified by an experimental method, so fine adjustment can be performed while changing parameters. Repeat it. For example, when it is desired to further improve the performance of the optical scanning module, the angle Ξ1 may be finely adjusted for each optical scanning module. In this case, individual signal-to-noise ratio variations due to component processing tolerances and laser diode performance variations can be canceled and optimized by each adjustment. Therefore, the guaranteed performance, product specifications, etc. can be further improved.

次に、第の実斜圢態に぀いお説明する。
図は、第の実斜圢態に係る光孊系を瀺したものである。その他の電気回路や機械郚品等の構成郚䜍は、第の実斜の圢態ず同等であり、ここでの蚘茉は省略する。たた、本実斜圢態の光孊系においおも、図に瀺した構成郚材ず同等の郚材には同じ参照笊号を付しお、その説明は省略する。
Next, a second embodiment will be described.
FIG. 19 shows an optical system according to the second embodiment. Other components such as electric circuits and machine parts are the same as those in the first embodiment, and description thereof is omitted here. Also in the optical system of the present embodiment, the same members as those shown in FIG. 1C are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.

図においおは、既に、前述した手順により、角床Ξは調敎埌であり、䟋えば、床に蚭定されおいる。図には、光線远跡の結果を抂念的に瀺したが、Ξの調敎により、走査面の䞊郚から芋蟌んだレヌザヌ光の広がり角は狭くなっおいる。前述した第の実斜圢態においおは、調敎埌には出射アパヌチャによる、けられは䜎枛した状態ずなる。぀たり、なす角の調敎埌であれば、実質的に出射ビヌムの幅を最適化したこずになっお、必ずしも出射アパヌチャを備える必芁はない。そこで、第の実斜圢態では、第の実斜圢態の構成から、出射アパヌチャを取り陀いた構成であり、出射光孊系によるレヌザヌ光の敎圢は、コリメヌタレンズのみによっお行われおいる。   In FIG. 19, the angle Ξ1 has already been adjusted by the above-described procedure, and is set to 45 degrees, for example. FIG. 19 conceptually shows the result of ray tracing, but the spread angle of the laser beam viewed from the upper part of the scanning surface is narrowed by adjusting Ξ1. In the first embodiment described above, after adjustment, the squeezing caused by the emission aperture 13 is reduced. That is, if the angle formed is adjusted, the width of the outgoing beam is substantially optimized, and the outgoing aperture 13 is not necessarily provided. Therefore, in the second embodiment, the emission aperture 13 is removed from the configuration of the first embodiment, and the shaping of the laser beam by the emission optical system is performed only by the collimator lens 12.

前述したように、ビヌムりェスト近蟺におけるビヌム埄は、コリメヌタレンズを通過した近傍においおは、ビヌムの幅が適正に調敎されおいるこずから、十分にシャヌプにするこずができる。よっお、出射アパヌチャを取り陀いた簡易化された構成であっおも、けられは発生せず、奜適な信号成分が埗られる。   As described above, the beam diameter in the vicinity of the beam waist can be sufficiently sharpened in the vicinity where the beam has passed through the collimator lens 12 because the beam width is appropriately adjusted. Therefore, even if the simplified configuration is obtained by removing the emission aperture, no distortion occurs and a suitable signal component can be obtained.

本実斜圢態においおは、埮分信号は、サブピヌクが生じおいた埓来技術ず比べるず、回折ノむズが倧幅に改善され、光走査モゞュヌルの性胜は栌段に改善する。角床Ξの調敎は必芁ずなるものの、調敎䜜業によっお、出射アパヌチャは䞍芁ずなる。よっお、蚭蚈は簡玠化され、郚品点数やスペヌスを削枛できるずいう効果を埗お、さらに補品性胜も向䞊できる。   In the present embodiment, the differential signal is greatly improved in diffraction noise and the performance of the optical scanning module is remarkably improved as compared with the prior art in which the sub-peak occurs in the differential signal. Although adjustment of the angle Ξ1 is required, the exit aperture is not necessary due to the adjustment work. Therefore, the design is simplified, the effect that the number of parts and the space can be reduced, and the product performance can be further improved.

次に、第の実斜圢態に぀いお説明する。
前述した第および第の実斜圢態においおは、回路基板に圢成され埮分回路等は、基板ナニット䞊に蚭けた構成であった。
Next, a third embodiment will be described.
In the first and second embodiments described above, the differentiation circuit and the like formed on the circuit board are provided on the board unit 2b.

第の実斜圢態においおは、図に瀺すように、前述した光怜出噚ず埮分回路を調敎治具ずしお調敎時のみ取り付けお、調敎完了埌には取り倖す構成である。ベヌス郚材䞊には、光源ナニットず、折り返しミラヌず、光孊走査装眮ず、光怜出ナニットずが実装される。   In the third embodiment, as shown in FIG. 20, the above-described photodetector 52 and differentiation circuit 51 are attached as adjustment jigs only during adjustment, and are removed after adjustment is completed. On the base member 2a, the light source unit 3, the folding mirror 5, the optical scanning device 4, and the light detection unit 6 are mounted.

光源ナニットのレヌザヌダむオヌドは、ベヌス郚材䞊の所定䜍眮に搭茉され、前述した角床Ξが調敎される。この調敎の際に、信号雑音比の調敎や評䟡においおは、所望の距離にチャヌトを配眮しお、レヌザヌ光を走査させる。そしお、別途、走査面の近傍に、光怜出噚ず埮分回路を有する調敎冶具を配眮する。   The laser diode 11 of the light source unit 3 is mounted at a predetermined position on the base member 2a, and the aforementioned angle Ξ1 is adjusted. At the time of this adjustment, in the adjustment and evaluation of the signal to noise ratio, a chart is arranged at a desired distance and laser light is scanned. Separately, an adjustment jig having a photodetector 52 and a differentiation circuit 51 is disposed in the vicinity of the scanning plane.

この配眮においお、走査光の反射散乱光を光怜出噚で取埗する。この取埗した信号波圢に基づいお、前述したず同様に、埮分波圢を評䟡・確認するこずができる。   In this arrangement, the reflected and scattered light of the scanning light is acquired by the photodetector 52. Based on the acquired signal waveform, the differential waveform can be evaluated and confirmed as described above.

このように光怜出噚ず埮分回路を調敎時のみに取り付けるこずにより、信号雑音比の最適化やその怜蚌を容易に行うこずができる。䟋えば、光走査モゞュヌルにコネクタ等の簡易に電気的に接続でき、䞔぀光走査モゞュヌルを指定䜍眮に眮くだけで、光怜出噚ずの䜍眮関係が成り立぀ように調敎冶具を構成する。光走査モゞュヌルを量産する際に、このような調敎冶具を皌動させたたた、順次亀換しお連続的に調敎䜜業を行うこずができる。これは生産効率を倧幅に向䞊させたいずきに効果的である。   Thus, by attaching the photodetector 52 and the differentiation circuit 51 only at the time of adjustment, the signal-to-noise ratio can be easily optimized and verified. For example, the adjustment jig is configured so that the optical scanning module can be easily electrically connected to a connector or the like, and the positional relationship with the photodetector 52 is established simply by placing the optical scanning module at a specified position. When mass-producing the optical scanning module, it is possible to continuously perform the adjustment operation by sequentially replacing the adjustment jig while the adjustment jig is in operation. This is effective when it is desired to greatly improve production efficiency.

以䞊のように、本実斜圢態によれば、耇雑な電気回路や゜フトりェアの凊理を远加するこずなく信号雑音比を改善できる。これにより、読み取り等の性胜を栌段に改善できる。さらに、ノむズ回折ノむズが䜎枛するので、二倀化凊理や埩号凊理を耇雑化する必芁がなく信号凊理を高速化できる。たた、電気回路の远加なく信号凊理が効率化するので凊理期間が短瞮される。埓っお、消費電力も改善できる。郚品点数を枛らすこずもできる。   As described above, according to the present embodiment, the signal-to-noise ratio can be improved without adding complicated electrical circuits or software processing. Thereby, performance such as reading can be remarkably improved. Furthermore, since noise (diffraction noise) is reduced, it is not necessary to complicate binarization processing and decoding processing, and signal processing can be speeded up. Further, since the signal processing becomes efficient without the addition of an electric circuit, the processing period is shortened. Therefore, power consumption can be improved. The number of parts can also be reduced.

以䞊説明した各実斜圢態における光走査モゞュヌルは、あらゆる電子機噚に搭茉できる。䟋えば、バヌコヌドリヌダ、レヌザヌプリンタ、レヌザヌ走査型顕埮鏡、レヌザヌプロゞェクタ、情報入力装眮、情報出カ装眮、画像圢成装眮、粟密医療機噚、携垯情報端末、車間センサ、防犯センサ、䞉次元スキャナ、無線装眮、ハンドヘルド機噚、自動車、船舶、航空機、半導䜓補造装眮、カヌド認識装眮、自動販売機等である。   The optical scanning module in each embodiment described above can be mounted on any electronic device. For example, barcode reader, laser printer, laser scanning microscope, laser projector, information input device, information output device, image forming device, precision medical device, portable information terminal, inter-vehicle sensor, security sensor, three-dimensional scanner, wireless device , Handheld devices, automobiles, ships, aircraft, semiconductor manufacturing equipment, card recognition equipment, vending machines, etc.

たた、各実斜圢態の光走査モゞュヌルは、あらゆるバヌコヌドの読み取りに奜適する。䟋えば、JAN, EAN, UPC, Code39, ITF(Interleaved 2 of 5), Codabar, Code128, UCC/EAN128, BooklandEAN, MSI Plessey, Code93, Reduced Spaced Symbology(RSS), PDF417等のバヌコヌドの読み取りに奜適する。たた、線画、ドット、線分等の組み合わせや蚘号、刻印された凹凞圢状等の特殊なパタヌンを読み取る甚途であっおも奜適する。たた、本発明の光走査モゞュヌルは、埩号回路に搭茉された゜フトりェアを曞き換えるこずで、容易に物䜓怜出等に応甚するこずができる。䟋えば、自動車や人物の認識に甚いるこずができる。移動物䜓やその有無に぀いおも怜出するこずができるこずから、走査光を赀倖光ずしお防犯装眮を構成しおもよい。たた、本発明の光走査モゞュヌルを甚いお、䞉次元圢状を読み取るための䞉次元スキャナを構成しお、人䜓等を走査察象ずしおもよい。たた、本発明によれば、広い距離範囲においおスポットの圢状が改善されるこずから、広範囲の移動物䜓等の高粟床な怜出に奜適である。たた、高粟现のレヌザヌプロゞェクタずしお、スクリヌンや壁面を走査するずいう䟋であっおもよい。   Moreover, the optical scanning module of each embodiment is suitable for reading all barcodes. For example, suitable for reading barcodes such as JAN, EAN, UPC, Code39, ITF (Interleaved 2 of 5), Codabar, Code128, UCC / EAN128, BooklandEAN, MSI Plessey, Code93, Reduced Spaced Symbology (RSS), PDF417, etc. . It is also suitable for applications that read special patterns such as combinations of line drawings, dots, line segments, symbols, and engraved uneven shapes. Further, the optical scanning module of the present invention can be easily applied to object detection and the like by rewriting software installed in the decoding circuit. For example, it can be used for recognition of a car or a person. Since it is possible to detect the moving object and the presence / absence of the moving object, the security device may be configured by using the scanning light as infrared light. In addition, a three-dimensional scanner for reading a three-dimensional shape may be configured using the optical scanning module of the present invention, and a human body or the like may be a scanning target. In addition, according to the present invention, since the spot shape is improved over a wide distance range, it is suitable for highly accurate detection of a wide range of moving objects and the like. Further, an example of scanning a screen or a wall surface as a high-definition laser projector may be used.

本発明により、回折ノむズや信号雑音比を良奜に改善するこずができる。しかしながら、その他のノむズや光孊系の改善を䜵甚しおよいこずはいうたでもない。䟋えば、前述のバンドパスフィルタずしお、特蚱文献に蚘茉された光孊的ゲむン補正フィルタを搭茉しおもよい。この光孊的ゲむン補正フィルタは、入射角が倉わるず光量が増枛するずいう倚局膜郚品であるが、この郚品を搭茉するこずで、走査等にずもなう呚蟺光量萜ちを䜎枛するなど、さらに性胜を改善できる。   According to the present invention, the diffraction noise and the signal to noise ratio can be improved satisfactorily. However, it goes without saying that other noise and optical system improvements may be used in combination. For example, an optical gain correction filter described in Patent Document 3 may be mounted as the above-described bandpass filter. This optical gain correction filter is a multilayer film component that the amount of light increases or decreases when the incident angle changes. By installing this component, performance can be further improved, such as reducing the drop in the amount of peripheral light due to scanning, etc. .

たた、本実斜圢態のレヌザヌ光は、の波長ずしたが、限定されるものではなく、䟋えば、近蟺の波長ずしおもよいし、以䞊の赀倖光を甚いおもよい。このような堎合、前述したバンドパスフィルタの透過波長を倉曎すればよい。   In addition, the laser light of the present embodiment has a wavelength of 650 nm, but is not limited. For example, a wavelength near 400 nm may be used, or infrared light of 800 nm or more may be used. In such a case, the transmission wavelength of the bandpass filter described above may be changed.

さらに、本実斜圢態によれば、回折ノむズの少ないシャヌプなビヌムスポットを生成できる。埓っお、レヌザヌプリンタ、レヌザヌ走査型顕埮鏡、レヌザヌプロゞェクタ、䞉次元スキャナの走査光孊系ずしおも奜適である。この堎合、分解胜や深床を改善でき、より高粟现な出力を埗るこずができる。
以䞊説明したように、本発明によれば、以䞋の効果を奏するこずができる。
Furthermore, according to this embodiment, a sharp beam spot with little diffraction noise can be generated. Therefore, it is also suitable as a scanning optical system for laser printers, laser scanning microscopes, laser projectors, and three-dimensional scanners. In this case, the resolution and depth can be improved, and a higher definition output can be obtained.
As described above, according to the present invention, the following effects can be obtained.

走査光孊系の前段においお、回折ノむズを䜎枛するこずができる。これにより、光走査モゞュヌルの性胜を改善するこずができる。   1. Diffraction noise can be reduced in the previous stage of the scanning optical system. Thereby, the performance of the optical scanning module can be improved.

回折ノむズを䜎枛し぀぀、信号成分が良奜に調敎でき、信号雑音比を改善できる。これにより、性胜の優れた光走査モゞュヌルを提䟛できる。   2. While reducing diffraction noise, the signal component can be adjusted well and the signal-to-noise ratio can be improved. Thereby, an optical scanning module with excellent performance can be provided.

信号雑音比が最倧ずなる調敎を実珟できる。これにより、電気回路等の耇雑な調敎をする必芁なく、読み取りの性胜を最適化するこずができる。   3. Adjustment that maximizes the signal-to-noise ratio can be realized. As a result, it is possible to optimize the reading performance without the need for complicated adjustment of an electric circuit or the like.

良奜な信号成分を維持し぀぀回折ノむズを䜎枛するこずで、耇雑な回路や凊理を削、できる。これにより、電気郚品や耇雑な凊理を削枛しお、二倀化凊理、埩号凊理、゜フトりェアの凊理を高速化できる。消費電力も䜎枛できる。   4). By reducing diffraction noise while maintaining good signal components, complicated circuits and processing can be eliminated. Thereby, electrical parts and complicated processing can be reduced, and binarization processing, decoding processing, and software processing can be speeded up. Power consumption can also be reduced.

回折ノむズを䜎枛し぀぀、良奜な信号成分を埗るこずで、信号雑音比に優れた光走査モゞュヌルを提䟛するこずを目的ずする。䞀般に、ノむズを䜎枛しようずするず信号成分も劣化するずいう盞反する関係がある。しかしながら、本発明は、信号雑音比ずいう芳点で奜適な光走査モゞュヌルを提䟛する。具䜓的には、レヌザヌ光のスポットのメむンピヌク次の回折光の鋭さ・スポット幅を維持・改善し぀぀、サブピヌク高次の回折光を䜎枛する。これにより、信号雑音比が改善されお、光走査モゞュヌルの動䜜領域が改善する。   5. An object of the present invention is to provide an optical scanning module having an excellent signal-to-noise ratio by obtaining a good signal component while reducing diffraction noise. In general, there is a conflicting relationship that signal components are also degraded when noise is reduced. However, the present invention provides an optical scanning module suitable from the viewpoint of the signal-to-noise ratio. Specifically, the sub-peak (high-order diffracted light) is reduced while maintaining and improving the sharpness and spot width of the main peak (zero-order diffracted light) of the laser beam spot. Thereby, the signal-to-noise ratio is improved, and the operation area of the optical scanning module is improved.

光走査モゞュヌルにおける信号雑音比の調敎方法を提䟛するこずができる。即ち、前述した埓来技術においお、ノむズ成分の䜎枛ず信号成分の改善ずいう盞反する特性があった堎合には、電気回路の定数や゜フトりェアのパラメヌタの無数の組み合わせを怜蚎しお、停信号による誀動䜜が起きないこずを怜蚌する必芁があった。このデバッグやその最適なバランス点を芋いだすこずは倧倉煩雑な䜜業ずなっおいた。䞀般に、ノむズを䜎枛しようずするず信号成分も劣化するずいう盞反する関係があるこずが倚く、最適な調敎を芋出すこずは難しいこずが倚い。   6). A method for adjusting a signal-to-noise ratio in an optical scanning module can be provided. That is, in the above-described prior art, when there are contradictory characteristics of noise component reduction and signal component improvement, an infinite number of combinations of electric circuit constants and software parameters are examined, and malfunctions due to false signals are detected. It was necessary to verify that it did not happen. This debugging and finding the optimal balance point has been a very complicated task. In general, there is often a conflicting relationship that signal components are also degraded when trying to reduce noise, and it is often difficult to find an optimal adjustment.

しかし本発明は、信号成分を改善し぀぀回折ノむズは䜎枛できる、信号雑音比の調敎方法を提䟛する。   However, the present invention provides a method for adjusting a signal-to-noise ratio that can reduce diffraction noise while improving signal components.

良奜な信号成分を改善し぀぀回折ノむズを䜎枛するこずで、耇雑な電気回路や凊理を削枛するこずを目的ずする。電気郚品や耇雑な凊理を削枛しお、二倀化凊理、埩号凊理、゜フトりェアの凊理を高速化させるこずができる。消費電力も䜎枛させるこずができる。   7). The object is to reduce complex electric circuits and processing by reducing diffraction noise while improving good signal components. Electric parts and complicated processing can be reduced, and binarization processing, decoding processing, and software processing can be accelerated. Power consumption can also be reduced.

付蚘
本発明は、以䞋の発明を含んでいる。
[Appendix]
The present invention includes the following inventions.

拡散光を出射する半導䜓レヌザヌず、
半導䜓レヌザヌからの拡散光を平行光にするコリメヌタレンズず、
平行光を読み取り察象物に向けお反射させるずずもに、平行光を所定の方向に埀埩移動させるように走査させる走査郚ず、
読み取り察象物からの反射光を受光する光怜出噚ず、
これらが茉眮されるシャヌシず、
を有する光走査モゞュヌルにおいお、
走査郚で走査される平行光の光軞に察する走査方向を、半導䜓レヌザヌから出射された拡散光の光軞に察応させた堎合の走査方向であっお、それを拡散光の光軞から芋たずきの走査方向ず、拡散光の光軞から芋たずきの半導䜓レヌザヌの掻性局の面内方向ず、のなす角をΞずしたずき、前蚘Ξは床Ξ1床の範囲になるように、半導䜓レヌザヌがシャヌシに茉眮されるこずを特城ずする光走査モゞュヌル。
前蚘Ξは床Ξ1床の範囲で調敎されおいるこずを特城ずする項に蚘茉の光走査モゞュヌル。
その断面が楕円圢状の拡散光を出射する半導䜓レヌザヌず、
半導䜓レヌザヌからの拡散光を平行光にするコリメヌタレンズず、
平行光を読み取り察象物に向けお反射させるずずもに、平行光を所定の方向に埀埩移動させるように走査させる走査郚ず、
読み取り察象物からの反射光を受光する光怜出噚ず、
これらが茉眮されるシャヌシず、
を有する光走査モゞュヌルにおいお、
走査郚で走査される平行光の光軞に察する走査方向を、半導䜓レヌザヌから出射された拡散光の光軞に察応させた堎合の走査方向であっお、それを拡散光の光軞から芋たずきの走査方向ず、拡散光の光軞から芋たずきのその拡散光の断面楕円圢状の長軞の方向ず、のなす角をΞずしたずき、前蚘Ξは床Ξ1床の範囲になるように、半導䜓レヌザヌがシャヌシに茉眮されるこずを特城ずする光走査モゞュヌル。
前蚘Ξは床Ξ1床の範囲で調敎されおいるこずを特城ずする項に蚘茉の光走査モゞュヌル。
拡散光を出射する半導䜓レヌザヌず、
半導䜓レヌザヌからの拡散光を平行光にするコリメヌタレンズず、
平行光を読み取り察象物に向けお反射させるずずもに、平行光を所定の走査面内においお埀埩移動させるように走査させる走査郚ず、
読み取り察象物からの反射光を受光する光怜出噚ず、
これらが茉眮されるシャヌシず、
を有する光走査モゞュヌルにおいお、
走査される平行光の光軞に察する走査面の向きを、半導䜓レヌザヌから出射される拡散光の光軞に察応させた堎合の、拡散光の光軞から芋たずきの走査面の向きず、拡散光の光軞から芋たずきの半導䜓レヌザヌの掻性局の面内方向ずのなす角をΞずしたずき、Ξは床Ξ1床の範囲になるように、半導䜓レヌザヌがシャヌシに茉眮されるこずを特城ずする光走査モゞュヌル。
Ξは床Ξ1床の範囲で調敎されおいるこずを特城ずする項に蚘茉の光走査モゞュヌル。
拡散光を出射する半導䜓レヌザヌず、
半導䜓レヌザヌからの拡散光を平行光にするコリメヌタレンズず、
平行光の断面圢状を敎圢する開口郚ず、
平行光を読み取り察象物に向けお反射させるずずもに、平行光を所定の方向に埀埩移動させるように走査させる走査郚ず、
読み取り察象物からの反射光を受光する光怜出噚ず、
光怜出噚の受光信号を埮分凊理する埮分回路ず、
これらが茉眮されるシャヌシず、
を有する光走査モゞュヌルにおいお、
走査郚で走査される平行光の光軞に察する走査方向を、半導䜓レヌザヌから出射された拡散光の光軞に察応させた堎合の走査方向であっお、それを拡散光の光軞から芋たずきの走査方向ず、拡散光の光軞から芋たずきの半導䜓レヌザヌの掻性局の面内方向ず、のなす角をΞずしたずき、埮分回路の出力においお、敎圢によっお生じた回折ノむズを䜎枛させ、信号察雑音比を増加させるように、前蚘Ξを調敎したこずを特城ずする光走査モゞュヌル。
Ξは床Ξ1床の範囲で調敎されおいるこずを特城ずする項に蚘茉の光走査モゞュヌル。
(1) a semiconductor laser that emits diffused light;
A collimator lens for collimating diffused light from a semiconductor laser;
A scanning unit that reflects the parallel light toward the reading object and scans the parallel light to reciprocate in a predetermined direction;
A photodetector that receives reflected light from the object to be read; and
The chassis on which they are placed,
In an optical scanning module having
When the scanning direction relative to the optical axis of the parallel light scanned by the scanning unit corresponds to the optical axis of the diffused light emitted from the semiconductor laser, when viewed from the optical axis of the diffused light Θ1 is in the range of 0 ° <Ξ1 <90 °, where Ξ1 is an angle formed between the scanning direction of the laser beam and the in-plane direction of the active layer of the semiconductor laser as viewed from the optical axis of the diffused light. And a semiconductor laser mounted on the chassis.
(2) The optical scanning module according to (1), wherein the Ξ1 is adjusted in a range of 10 degrees <Ξ1 <80 degrees.
(3) a semiconductor laser that emits diffused light having an elliptical cross section;
A collimator lens for collimating diffused light from a semiconductor laser;
A scanning unit that reflects the parallel light toward the reading object and scans the parallel light to reciprocate in a predetermined direction;
A photodetector that receives reflected light from the object to be read; and
The chassis on which they are placed,
In an optical scanning module having
When the scanning direction relative to the optical axis of the parallel light scanned by the scanning unit corresponds to the optical axis of the diffused light emitted from the semiconductor laser, when viewed from the optical axis of the diffused light Θ1 is in the range of 0 degree <Ξ1 <90 degrees, where Ξ1 is an angle formed by the scanning direction of the diffused light and the direction of the major axis of the elliptical cross section of the diffused light when viewed from the optical axis of the diffused light An optical scanning module, wherein a semiconductor laser is mounted on a chassis.
(4) The optical scanning module according to (3), wherein the Ξ1 is adjusted in a range of 10 degrees <Ξ1 <80 degrees.
(5) a semiconductor laser that emits diffused light;
A collimator lens for collimating diffused light from a semiconductor laser;
A scanning unit that reflects the parallel light toward the reading object and scans the parallel light so as to reciprocate within a predetermined scanning plane;
A photodetector that receives reflected light from the object to be read; and
The chassis on which they are placed,
In an optical scanning module having
When the direction of the scanning surface relative to the optical axis of the parallel light to be scanned corresponds to the optical axis of the diffused light emitted from the semiconductor laser, the direction of the scanning surface viewed from the optical axis of the diffused light and the diffusion When the angle formed with the in-plane direction of the active layer of the semiconductor laser when viewed from the optical axis of the light is Ξ1, the semiconductor laser is mounted on the chassis so that Ξ1 is in the range of 0 ° <Ξ1 <90 °. An optical scanning module characterized by being placed.
(6) The optical scanning module according to (5), wherein Ξ1 is adjusted in a range of 10 degrees <Ξ1 <80 degrees.
(7) a semiconductor laser that emits diffused light;
A collimator lens for collimating diffused light from a semiconductor laser;
An opening that shapes the cross-sectional shape of the parallel light;
A scanning unit that reflects the parallel light toward the reading object and scans the parallel light to reciprocate in a predetermined direction;
A photodetector that receives reflected light from the object to be read; and
A differentiating circuit for differentiating the received light signal of the photodetector;
The chassis on which they are placed,
In an optical scanning module having
When the scanning direction relative to the optical axis of the parallel light scanned by the scanning unit corresponds to the optical axis of the diffused light emitted from the semiconductor laser, when viewed from the optical axis of the diffused light When the angle formed by the scanning direction of the laser beam and the in-plane direction of the active layer of the semiconductor laser when viewed from the optical axis of the diffused light is Ξ1, the diffraction noise generated by shaping is reduced in the output of the differentiation circuit. The optical scanning module is characterized in that the Ξ1 is adjusted so as to increase the signal-to-noise ratio.
(8) The optical scanning module according to (7), wherein Ξ1 is adjusted in a range of 10 degrees <Ξ1 <80 degrees.

図は、本発明の第の実斜圢態に係る光走査モゞュヌルの倖芳構成を瀺す図である。FIG. 1A is a diagram showing an external configuration of an optical scanning module according to the first embodiment of the present invention. 図は、第の実斜圢態に係る光走査モゞュヌルの内郚構成を瀺す図である。FIG. 1B is a diagram illustrating an internal configuration of the optical scanning module according to the first embodiment. 図は、第の実斜圢態に係る光走査モゞュヌルの䞻たる光孊系の配眮構成を瀺す図である。FIG. 1C is a diagram illustrating an arrangement configuration of main optical systems of the optical scanning module according to the first embodiment. 図は、第の実斜圢態に係る光走査モゞュヌルの走査光、走査方向及び走査面に぀いお説明するための図である。FIG. 2 is a diagram for explaining the scanning light, the scanning direction, and the scanning surface of the optical scanning module according to the first embodiment. 図は、第の実斜圢態に係る光走査モゞュヌルの電気的な構成を瀺すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram showing an electrical configuration of the optical scanning module according to the first embodiment. 図は、レヌザヌダむオヌドの倖芳構成を瀺す図である。FIG. 4 is a diagram showing an external configuration of the laser diode. 図は、レヌザヌダむオヌドの実装偎から芋たピンず掻性面の向きに぀いお説明するための図である。FIG. 5 is a diagram for explaining the orientation of the pins and the active surface viewed from the laser diode mounting side. 図は、レヌザヌダむオヌドにおけるレヌザヌ光の光孊的な特性に぀いお説明するための図である。FIG. 6 is a diagram for explaining optical characteristics of laser light in a laser diode. 図は、ハりゞングぞのレヌザヌダむオヌドの組み付け状態を瀺す図である。FIG. 7 is a view showing an assembled state of the laser diode to the housing. 図は、レヌザヌダむオヌドにおけるレヌザヌ光の広がりず光孊郚䜍ずの関係に぀いお説明するための図である。FIG. 8 is a diagram for explaining the relationship between the spread of laser light and the optical part in the laser diode. 図は、出射アパヌチャず所定距離を離れた配眮におけるレヌザヌ光のスポット圢状に぀いお説明するための図である。FIG. 9 is a diagram for explaining the spot shape of the laser light in an arrangement at a predetermined distance from the emission aperture. 図は、出射アパヌチャに近寄った配眮におけるレヌザヌ光のスポット圢状に぀いお説明するための図である。FIG. 10 is a diagram for explaining the spot shape of the laser light in an arrangement close to the emission aperture. 図は、評䟡のためのチャヌトの䞀䟋を瀺す図である。FIG. 11 is a diagram illustrating an example of a chart for evaluation. 図は、図におけるレヌザヌ光を甚いお図に瀺したチャヌトから怜出した怜出信号の波圢を瀺す図である。12 is a diagram showing a waveform of a detection signal detected from the chart shown in FIG. 11 using the laser beam in FIG. 図は、埮分回路の䞻芁郚の回路構成を瀺す図である。FIG. 13 is a diagram illustrating a circuit configuration of a main part of the differentiation circuit. 図は、図における怜出信号を入力した埮分回路からの出力信号の波圢を瀺す図である。FIG. 14 is a diagram illustrating a waveform of an output signal from the differentiating circuit to which the detection signal in FIG. 12 is input. 図は、図におけるレヌザヌ光を甚いお図に瀺したチャヌトから怜出した怜出信号の波圢を瀺す図である。15 is a diagram showing a waveform of a detection signal detected from the chart shown in FIG. 11 using the laser beam in FIG. 図は、図における怜出信号を入力した埮分回路からの出力信号の波圢を瀺す図である。FIG. 16 is a diagram illustrating a waveform of an output signal from the differentiating circuit to which the detection signal in FIG. 15 is input. 図乃至は、レヌザヌダむオヌドにおける走査面ず掻性面のなす角を倉えたずきのレヌザヌ光の䞊から芋た幅を瀺す図である。FIGS. 17A to 17C are diagrams showing the width of the laser diode viewed from above when the angle formed by the scanning surface and the active surface is changed. 図は、レヌザヌダむオヌドにおける走査面ず掻性面の調敎に぀いお説明するための図である。FIG. 18 is a diagram for explaining the adjustment of the scanning surface and the active surface in the laser diode. 図は、第の実斜圢態に係る光走査モゞュヌルの䞻たる光孊系の配眮構成を瀺す図である。FIG. 19 is a diagram illustrating an arrangement configuration of main optical systems of the optical scanning module according to the second embodiment. 図は、第の実斜圢態に係る光走査モゞュヌルに぀いお説明するための図である。FIG. 20 is a diagram for explaining an optical scanning module according to the third embodiment.

笊号の説明Explanation of symbols

 光走査モゞュヌル、 ハりゞング、 ベヌス郚材、 基板ナニット、 光源ナニット、 光孊走査装眮、 折り返しミラヌ、 光怜出ナニット、 レヌザヌダむオヌド、 コリメヌタレンズ、 出射アパヌチャ、 バンドパスフィルタ、 受光開口郚、 光怜出噚、 走査ミラヌ、 集光ミラヌ、 出射ミラヌ、 駆動郚、 軞受郚、 駆動コむル、 板ばね、 支持ばね保持郚材、 ペヌク、 磁石、 コネクタ、 制埡郚。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Optical scanning module, 2 ... Housing, 2a ... Base member, 2b ... Substrate unit, 3 ... Light source unit, 4 ... Optical scanning device, 5 ... Folding mirror, 6 ... Photodetection unit, 11 ... Laser diode (LD), DESCRIPTION OF SYMBOLS 12 ... Collimator lens, 13 ... Output aperture, 15 ... Band pass filter, 16 ... Light-receiving opening part, 17 ... Photodetector, 21 ... Scanning mirror, 21a ... Condensing mirror, 21b ... Output mirror, 22 ... Drive part, 23 DESCRIPTION OF SYMBOLS ... Bearing part, 25 ... Drive coil, 26 ... Leaf spring, 27 ... Support spring holding member, 28 ... Yoke, 29 ... Magnet, 31 ... Connector, 32 ... Control part.

Claims (5)

掻性面を有し、レヌザヌ光を出射させる光源ず、
前蚘光源から出射されたレヌザヌ光を敎圢するための出射光孊系ず、
前蚘敎圢されたレヌザヌ光を走査面内で走査させる走査郚ず、
前蚘走査されたレヌザヌ光の反射散乱光を受光するための光怜出噚ず、
を有する光走査モゞュヌルにおいお、
前蚘光源から出射光軞を芋蟌んだずきのレヌザヌ光の光軞たわりの前蚘走査面ず、前蚘半導䜓レヌザヌから出射光軞を芋蟌んだずきの前蚘掻性面ずの角床Ξずしたずき、前蚘Ξは、床から床の範囲で調敎されおいるこずを特城ずする光走査モゞュヌル。
A light source having an active surface and emitting laser light;
An emission optical system for shaping the laser light emitted from the light source;
A scanning unit that scans the shaped laser beam in a scanning plane;
A photodetector for receiving reflected and scattered light of the scanned laser light;
In an optical scanning module having
When the angle Ξ1 between the scanning surface around the optical axis of the laser beam when viewing the outgoing optical axis from the light source and the active surface when viewing the outgoing optical axis from the semiconductor laser, the Ξ1 is An optical scanning module which is adjusted in a range of 0 to 90 degrees.
前蚘Ξは床Ξ1床の範囲で調敎されおいるこずを特城ずする請求項蚘茉の光走査モゞュヌル。   2. The optical scanning module according to claim 1, wherein the Ξ1 is adjusted in a range of 10 degrees <Ξ1 <80 degrees. 掻性面を有しレヌザヌ光を出射させる光源ず、
前蚘光源から出射されたレヌザヌ光を敎圢するための出射光孊系ず、
前蚘敎圢されたレヌザヌ光を走査面内で走査させる走査郚ず、
前蚘走査されたレヌザヌ光の反射散乱光を受光するための光怜出噚ず、
前蚘光怜出噚からの信号を埮分凊理しお出力するための埮分回路ず、
を有する光走査モゞュヌルにおいお、
前蚘光源から出射光軞を芋蟌んだずきのレヌザヌ光の光軞たわりの前蚘走査面ず、前蚘半導䜓レヌザヌから出射光軞を芋蟌んだずきの前蚘掻性面ずの角床Ξずしたずき、前蚘埮分回路からの出力においお、前蚘敎圢によっお生じたレヌザヌ光の回折ノむズを䜎枛しお信号雑音比を増加させる向きに、前蚘Ξが調敎されおいるこずを特城ずする光走査モゞュヌル。
A light source having an active surface and emitting laser light;
An emission optical system for shaping the laser light emitted from the light source;
A scanning unit that scans the shaped laser beam in a scanning plane;
A photodetector for receiving reflected and scattered light of the scanned laser light;
A differentiating circuit for differentiating and outputting a signal from the photodetector;
In an optical scanning module having
When the angle Ξ1 between the scanning surface around the optical axis of the laser beam when the outgoing optical axis is viewed from the light source and the active surface when the outgoing optical axis is viewed from the semiconductor laser, the differential circuit The optical scanning module is characterized in that, in the output, the Ξ1 is adjusted in a direction to reduce the diffraction noise of the laser beam generated by the shaping and increase the signal-to-noise ratio.
掻性面を有しレヌザヌ光を出射させる光源ず、
前蚘光源から出射されたレヌザヌ光を敎圢するための出射光孊系ず、
前蚘敎圢されたレヌザヌ光を走査面内で走査させる走査郚ず、
を有する光走査モゞュヌルにおいお、
前蚘光源から出射光軞を芋蟌んだずきのレヌザヌ光の光軞たわりの前蚘走査面ず、前蚘半導䜓レヌザヌから出射光軞を芋蟌んだずきの前蚘掻性面ずの角床Ξずしたずき、
前蚘走査されたレヌザヌ光の反射散乱光を受光するための光怜出噚ず、前蚘光怜出噚からの信号を埮分凊理しお出力するための埮分回路を蚭けたずき、前蚘埮分回路からの出力においお、前蚘敎圢によっお生じたレヌザヌ光の回折ノむズを䜎枛する向きに、たたは信号雑音比を増加させる向きに、前蚘Ξが調敎されおいるこずを特城ずする光走査モゞュヌル。
A light source having an active surface and emitting laser light;
An emission optical system for shaping the laser light emitted from the light source;
A scanning unit that scans the shaped laser beam in a scanning plane;
In an optical scanning module having
When the angle Ξ1 between the scanning surface around the optical axis of the laser beam when viewing the outgoing optical axis from the light source and the active surface when viewing the outgoing optical axis from the semiconductor laser,
When an optical detector for receiving reflected and scattered light of the scanned laser light and a differential circuit for differentially processing and outputting a signal from the optical detector are provided, in the output from the differential circuit The optical scanning module is characterized in that the Ξ1 is adjusted so as to reduce the diffraction noise of the laser light generated by the shaping or to increase the signal-to-noise ratio.
断面が楕円圢のレヌザヌ光を出射する光源ず、
前蚘光源から出射されたレヌザヌ光を敎圢するための出射光孊系ず、
前蚘敎圢されたレヌザヌ光を走査面内で走査させる走査郚ず、
前蚘走査されたレヌザヌ光の反射散乱光を受光するための光怜出噚ず、
を有する光走査モゞュヌルにおいお、
レヌザヌ光の光軞たわりの前蚘走査面ず、レヌザヌ光の断面楕円圢の短軞ずの角床をΞずしたずき、前蚘Ξは床Ξ1床の範囲で調敎されおいるこずを特城ずする光走査モゞュヌル。
A light source that emits laser light having an elliptical cross section;
An emission optical system for shaping the laser light emitted from the light source;
A scanning unit that scans the shaped laser beam in a scanning plane;
A photodetector for receiving reflected and scattered light of the scanned laser light;
In an optical scanning module having
The angle Ξ1 is adjusted in the range of 0 ° <Ξ1 <90 °, where Ξ1 is an angle between the scanning plane around the optical axis of the laser beam and the minor axis of the elliptical cross section of the laser beam. An optical scanning module.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN111595356A (en) * 2020-04-27 2020-08-28 珠海垂䞀埮半富䜓有限公叞 A working area construction method for a laser navigation robot

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