(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外装ケースと、前記外装ケースに設けられ光学的情報を読み取るように開口した開口部と、前記光学的情報に投光するための光源と、前記光源からの光を導光しかつ前記光学的情報に光を照射するための凹凸面を有する導光板と、前記光学的情報から反射光を結像する結像部と、結像された光を取り込むセンサとを有する光学的情報読取装置において、前記導光板は、前記凹凸を有する面が、前記開口部側が開口部幅と略同じ寸法の短辺で、前記光源側が開口部幅よりも長い長辺の対称な略台形形状であり、開口部の読み取り面に置かれた平滑な表面で、前記読み取り面に光軸が斜めに配置された前記結像部の視野の略全域に対して前記導光板の前記凹凸面からの光が全反射して前記センサに結像するように、前記結像部の視野の外縁に略沿って配置されている光学的情報読取装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術】
本発明は、バ−コード、２次元コード等の光学的情報を読み取る光学的情報読み取り装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、バーコード、２次元コード等の光学的情報は、紙へ印刷したもの以外にも、工業部品のガラスや金属等の基板表面へ直接マーキングしたものが増えてきており、工場の工程管理、品質管理に活用されている。表面が鏡面状態で光の拡散をほとんど起さない基板表面にマーキング処理された光学的情報は、光学的情報読み取り装置の投光手段からの光が基板上で正反射した光を結像手段により結像し、マーキング面と基板面の反射率差により画像を得なければならない。拡散の少ない表面での正反射を利用して画像を得る光学系では、投光は輝度むらを起さないように略均一に面から発光することが望まれる。そのため、図５に示すように、従来、発光ダイオードなどの発光素子１３を面上に多数個配列して、さらに光を拡散させるための拡散板１４を介して投光している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
発光素子を面上に多数個配列して、さらに光を拡散させるための拡散板を介して投光する従来の投光手段では、面状の均一な発光を得るために、発光素子を短い間隔で面上に配列することから発光素子が多数個必要となり、また、発光源と拡散板の照明光の射出していく面の間には十分な拡散を得るために間隔が必要であり、この間隔を短くして投光手段発光面の厚み方向の寸法を小さくすることは難しい。本発明は前記課題を解決するものである。
【０００４】
上記の課題を解決すべく、本発明の光学的情報読取装置は、外装ケースと、前記外装ケースに設けられ光学的情報を読み取るように開口した開口部と、前記光学的情報に投光するための光源と、前記光源からの光を導光しかつ前記光学的情報に光を照射するための凹凸面を有する導光板と、前記光学的情報から反射光を結像する結像部と、結像された光を取り込むセンサとを有する光学的情報読取装置において、前記導光板は、前記凹凸を有する面が、前記開口部側が開口部幅と略同じ寸法の短辺で、前記光源側が開口部幅よりも長い長辺の対称な略台形形状であり、開口部の読み取り面に置かれた平滑な表面で、前記読み取り面に光軸が斜めに配置された前記結像部の視野の略全域に対して前記導光板の前記凹凸面からの光が全反射して前記センサに結像するように、前記結像部の視野の外縁に略沿って配置されているものである。
【０００７】
【発明の実施形態】
本発明第１の光学的情報読取装置によれば、光源からの光は、導光板に内部に入射すると導光板の面で反射と凹凸面での拡散を繰り返して導光しかつ一部が面から射出して光学的情報に光を照射する、投光された光が光学的情報で反射した反射光は結像部により結像され、結像された光はセンサにより取り込まれる。
【０００８】
本発明第２の光学的情報読取装置によれば、光源からの光は、導光板に内部に入射すると導光板の面で反射と相対向する凹凸面での拡散を繰り返して導光しかつ一部が面から射出して光学的情報に光を照射する、投光された光が光学的情報で反射した反射光は結像部により結像され、結像された光はセンサにより取り込まれる。
【０００９】
本発明第３の光学的情報読取装置によれば、光源からの光は、導光板に内部に入射すると導光板の面で反射と凹凸面での拡散を繰り返して導光しかつ一部が面から射出して光学的情報に光を照射する、投光された光が光学的情報で反射した反射光は結像部により結像され、結像された光はセンサにより取り込まれる。導光板の光が射出して光学的情報に照射する面に相対向する面は塗装され光の反射し易くして光が導光板からもれることを防ぐ。
【００１０】
以下、本発明の実施形態における光学的情報読取装置について、図面を用いて説明する。
【００１１】
（実施の形態）
図１は本発明の一実施形態を示す斜視図であり。図２は、一部破断側面図である。図３は図２の矢印（ア）からみた一部破断投影図である。
【００１２】
光学的情報読取装置１は、外観上、外装ケース２の前方部に、バーコード、２次元コード等の光学的情報３を読み取るための読み取り開口部４を、外装ケース２の後方部に、操作者が手で握るための把持部５を、外装ケース２の後端に、光学的情報３からのデータをホストコンピュータに転送するためのケーブル６の取り出し口を配置している。
【００１３】
外装ケース２の内部には、光学的情報３に光を照射する投光手段として、照明光の光源である複数の発光ダイオード７と、発光ダイオード７からの光を導光しかつ面から射出した光が光学的情報３に投光する導光板８と、光学的情報３からの反射光を結像する結像手段としてレンズ９と、レンズ９の結像位置に配置して２次元的に配列した受光素子を持ち結像された光学的情報３の画像情報を電気信号に変換するイメージセンサ１０と、イメージセンサ１０と電気的に接続し、画像情報を変換した電気信号に対し信号処理を行い、ケーブル６を介して信号処理したデータをホストコンピュータに転送する回路基板１１とが組み込まれている。図４（ａ）は導光板８の斜視図、図４（ｂ）は導光板８の側面図、図４（ｃ）は導光板８の正面図である。導光板８は光を透過する透明なポリカーボネイト等の樹脂で成型され、発光ダイオード７からの光は上面（イ）から入射し、広い面積をもつ正面の面（ウ）と面（ウ）に相対向する背面の面（エ）には極めて細かいシボ加工による凹凸が形成され、さらに光の入射する面（イ）と正面の面（ウ）以外の背面の面（エ）を含むすべての面は白色に塗装されている。図４（ｂ）に示すように、側面からみると、発光ダイオード７からの光が入射するする入射側の導光板の厚みは、発光ダイオード７から光が十分入射できる厚み寸法であり、読取口側は厚みが薄く、テーパー形状となっている。図４（ｃ）に示すように、正面からみると、読取口側は略読み取り口の幅寸法であり、入射側は読み取り口側より広い台形形状となっている。入射側の切欠き（オ）は結像レンズ９との干渉にげである。
【００１４】
レンズ９のイメージセンサ１０上に結像される画像の解像度が最も良い合焦位置Ａは外装ケース２の読み取り開口部４の近傍にある。光学的情報３はガラス基板１２の平滑な表面に金属被膜を蒸着印刷することによりダイレクトマーキングしたのもである。光学的情報３を覆うように開口部４の開口縁１３をガラス基板１２に当接させる、または、図２に示すように僅かに浮かせた状態では、光学的情報３はレンズ９の合焦位置Ａの近傍にあり、イメージセンサ１０上に解像度の良い画像が結像される。投光手段の導光板８は、開口縁１３をガラス基板１２に当接させる、または、僅かに浮かせた状態、即ち、ガラス基板１２の表面が、レンズ９の合焦位置Ａの近傍で、開口縁１３に略平行な状態で、導光板８の正面の面（ウ）からの光がガラス基板１２の表面でレンズ９に全反射する光Ｂが、レンズ９の視野Ｃの略全域を照明するように配置されている。
【００１５】
このような構成において、光学的情報３を覆うように開口部４の開口縁１３をガラス基板１２に当接させる、または、僅かに浮かせた状態で光学的情報３を覆うと、発光ダイオード７からの光は導光板８の上面（イ）からに内部に入射すると導光板の面で反射と正面の面（ウ）と背面の面（エ）の凹凸面での拡散を繰り返して均一なり一部が正面の面（ウ）から射出して光学的情報３のマーキングされたガラス基板１２に投光される。ガラス基板１２からの反射した光は、レンズ９によりイメージセンサ１０上に結像され、ガラス基板面と金属蒸着面の反射率の差により光学的情報の画像を得る。結像した画像は、イメージセンサ１０の２次元的に配列した受光素子が電気信号に変換し、イメージセンサ１０と電気的に接続した回路基板１１が画像情報を変換した電気信号に対し信号処理を行い、ケーブル６を介して信号処理したデータをホストコンピュータに転送する。
【００１６】
尚、本実施例では、導光板８の正面の面（ウ）と面（ウ）に相対向する背面の面（エ）はシボ加工により凹凸を形成しているが、平滑な面に透明のシボ塗装を施すことで凹凸面を形成してもよい。また、背面の面（エ）に白色に塗装するかわりに、面（エ）を覆うように反射板を配置しても照明光が漏れにくくすることができる。
【００１７】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、光源からの光は、導光板に内部に入射すると導光板の面で反射と凹凸面での拡散を繰り返して導光しかつ一部が面から射出して光学的情報に光を照射する。導光板内を反射と拡散を繰り返すことで光は均一に拡散され、光を射出する面は光学的情報に対して略均一な発光面として投光することができる。また、投光手段の光を射出する面すなわち発光面の厚み方向の寸法は導光板の厚みであり薄くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態の光学的情報読取装置を示す斜視図
【図２】本発明の一実施の形態の光学的情報読取装置を示す一部破断側面図
【図３】本発明の一実施の形態の光学的情報読取装置を示す図２の矢印（ア）からみた一部破断投影図
【図４】（ａ）本発明の一実施の形態の光学的情報読取装置の導光板を示めす斜視図
（ｂ）本発明の一実施の形態の光学的情報読取装置の導光板を示めす側面図
（ｃ）本発明の一実施の形態の光学的情報読取装置の導光板を示めす正面図
【図５】従来例の一実施形態を示す一部破断側面図
【符号の説明】
７  発光ダイオード
８  導光板
９  レンズ
１０  イメージセンサ
１１  回路基板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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