Nova Patents
JP3464676B2

Holographic laser scanning system

Abstract

Disclosed is a holographic laser scanner of ultra-compact design. The scanner has a scanner housing having width, length and height dimensions, and a holographic scanning disc for scanning and focusing a plurality of laser beams so as to produce a plurality of laser scanning planes. A plurality of beam folding mirrors are disposed about the holographic scanning disc, for folding the laser scanning planes so as to project a complex scanning pattern within the spatial extent of a predefined 3-D scanning volume. A plurality of parabolic light collecting mirrors are disposed beneath the holographic scanning disc for collecting laser light reflected from scanned code symbols. In accordance with principles of the present invention, the geometrical dimensions of the beam folding mirrors in conjunction with the geometrical dimensions of the holographic scanning disc determine the width and length dimensions of the scanner housing, whereas the geometrical dimensions of the beam folding mirrors and parabolic light collecting mirrors beneath the holographic scanning disc determine the height dimension of the scanner housing. By virtue of the present invention, it is now possible to design and construct holographic laser scanner having minimized height and width dimensions hitherto unachievable using prior art design methodologies.

JP3464676B2, drawing sheet 1
Sheet 1 of 191

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Expired 18 December 2016, 9.8 years ago.

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17 claims: 1 independent, 16 dependent

  1. 1
    (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】ホログラムレーザースキャナーであって、 少なくとも一つの光伝送窓を有するスキャナーハウジングと、 複数のレーザービームを形成するための、全スキャナーハウジング内に設けられた複数のレーザービーム発生源(12A,12B,12C)と、 前記スキャナーハウジング内に取り付けられ、前記レーザービーム発生源によって形成されたレーザービームを回折させるための複数のホログラムファセット(9)を有するレーザースキャニングディスクと、 前記スキャナーハウジング内に取り付けられ、前記レーザースキャニングディスクの第一の側に配置され且つ同レーザースキャニングディスクの軸線の周りに配置されている複数のビーム・フォールディング・ミラーと、 前記スキャナーハウジング内に取り付けられ、前記スキャニングディスクの前記第一の側と反対側の第二の側に配置され且つ同レーザースキャニングディスクの軸線の周りに配置されている複数の集光ミラーと、 前記スキャナーハウジング内に取り付けられ、前記レーザースキャニングディスクの軸線の周りに配置されている複数の光検知器(15A、15B、15C)と、を含み、 前記レーザービーム発生源の各々が、一つのビーム・フォールディング・ミラー、一つの集光ミラー及び一つの光検知器と関係付けられて、前記レーザースキャニングディスクの周りに配置された一つのレーザースキャニングステーションを形成するようになされており、 それによって、前記レーザースキャニングステーションの各々と関係付けられた前記レーザー発生源によって形成されたレーザービームが、前記レーザースキャニングディスク上に入射するように導かれ且つ前記レーザースキャニングディスクが軸線を中心に回転すると前記レーザースキャニングディスク上のホログラムファセットの各々によって回折され、前記レーザービームが前記ホログラムファセットの各々によって回折されると回折されたレーザービームが形成され、それによって、レーザースキャニングステーションと関係付けられた対応するビーム・フォールディング・ミラーから反射され、その結果、前記レーザースキャニングディスクの各回転中に、複数のレーザースキャニングステーションが、協働して、前記スキャナーハウジングの外側の規定された3-Dスキャニング体積内に実質的に含まれる全方向レーザースキャニングパターンを形成する多数の焦点領域を有する複数のレーザースキャニング面を形成して、前記3-Dスキャニング体積内に配置された目標のコード符号をレーザースキャニングするようになされ、 同目標のコード符号によって反射された所与のスキャニング面から光線が、前記目標コードから散乱せしめられ且つ反射されて前記対応するビーム・フォールディング・ミラーへと戻され且つ前記対応する集光ミラーによって前記レーザースキャニングステーションと関係付けられた前記対応する光検知器上へと集光されて、自動的に検知し且つ引き続いて行われる処理のための走査データ信号を発生するようになされた、ホログラムレーザースキャナー。
  2. 2
    【請求項2】請求項1に記載のホログラムレーザースキャナーであって、 前記レーザースキャニングディスクの前記第二の側に配置された前記集光ミラー(14A、14B、14C)が、前記レーザースキャニングディスクのホログラムファセットによって集光された光線を、前記レーザースキャニングディスクの前記第一の側に配置された焦点に向けて反射するようになされた、ホログラムレーザースキャナー。
  3. 3
    【請求項3】請求項1又は2に記載のホログラムレーザースキャナーであって、 前記光検知器が、前記集光ミラーによって集光され且つ前記ホログラムファセットを介して伝送された集光された光線の強度を検知するために、前記焦点に配置されている、ホログラムレーザースキャナー。
  4. 4
    【請求項4】請求項1、2又は3に記載のホログラムレーザースキャナーであって、 スキャニング中にいずれか一つの前記レーザービームの入射角における前記ホログラムファセットの各々の光回折効率が、光の検知中に前記集光ミラーから前記光検知器へと伝送される集光されたレーザービームに関する光回折効率よりも実質的に大きい、ホログラムレーザースキャナー。
  5. 5
    【請求項5】請求項1ないし4のうちのいずれか一の項に記載のホログラムレーザースキャナーであって、 前記集光ミラーの各々が、放物面形状の反射面を有する、ホログラムレーザースキャナー。
  6. 6
    【請求項6】請求項1ないし5のうちのいずれか一の項に記載のホログラムレーザースキャナーであって、 各々の光検知器の前に配置された光偏光フィルタを更に含んでいる、ホログラムレーザースキャナー。
  7. 7
    【請求項7】請求項6に記載のホログラムレーザースキャナーであって、 前記少なくとも一つのレーザービームがS偏光状態を有し、前記偏光フィルタがP偏光状態を有する、ホログラムレーザースキャナー。
  8. 8
    【請求項8】請求項1ないし7のうちのいずれか一の項に記載のホログラムレーザースキャナーであって、 前記複数のレーザースキャニングステーションが、前記軸線の周りに対象的に配列されている、ホログラムレーザースキャナー。
  9. 9
    【請求項9】請求項1ないし8のうちのいずれか一の項に記載のホログラムレーザースキャナーであって、 前記3-Dスキャニング体積が、前記スキャナーハウジングの体積よりも実質的に大きい、ホログラムレーザースキャナー。
  10. 10
    【請求項10】請求項1ないし9のうちのいずれか一の項に記載のホログラムレーザースキャナーであって、 前記種々のホログラムファセットの各々の集光効率が実質的に等しい、ホログラムレーザースキャナー。
  11. 11
    【請求項11】請求項1ないし10のうちのいずれか一の項に記載のホログラムレーザースキャナーであって、 前記ホログラムファセットの集光作用が、各々の集光面からの集光に対して実質的に等しい、ホログラムレーザースキャナー。
  12. 12
    【請求項12】請求項1ないし11のうちのいずれか一の項に記載のホログラムレーザースキャナーであって、 前記種々のホログラムファセットの各々の平均屈折率が、ホログラムファセットのファセット表面領域全体に亘って実質的に等しい、ホログラムレーザースキャナー。
  13. 13
    【請求項13】請求項1ないし12のうちのいずれか一の項に記載のホログラムレーザースキャナーであって、 スキャニング動作のために使用される前記ファセットの各々のファセット面領域の外側部分が第一の平均屈折率を有し、一方、スキャニング動作のために使用される前記ファセットの各々のファセット面領域の残りの部分が第二の平均屈折率を有する、ホログラムレーザースキャナー。
  14. 14
    【請求項14】請求項13に記載のホログラムレーザースキャナーであって、 ファセット面領域の前記外側部分の光回折効率が光の第一の偏光状態に対して理想化されており、ファセット面領域の前記残りの部分の光回折効率が前記光の第一の偏光状態に対して直交した光の第二の偏光状態に対して理想化されている、ホログラムレーザースキャナー。
  15. 15
    【請求項15】請求項14に記載のホログラムレーザースキャナーであって、 前記第一の偏光状態がS偏光状態であり、前記第二の偏光状態がP偏光状態である、ホログラムレーザースキャナー。
  16. 16
    【請求項16】請求項1ないし15のうちのいずれか一の項に記載のホログラムレーザースキャナーであって、 全方向スキャニング面の各方向における各スキャニング面が、種々の焦点深さに複数の重なり合ったスキャニング面を含んでいる、ホログラムレーザースキャナー。
  17. 17
    【請求項17】請求項16に記載のホログラムレーザースキャナーであって、 前記重なり合ったスキャニング面が、3-Dスキャニング体積内の目標コード符号の全方向のスキャニングを可能にするために、直交する非点収差配向を有している、ホログラムレーザースキャナー。
Independent claims17