(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光照射手段と、前記レーザ光照射手段からのレーザ光を走査するモータにより回転するポリゴンミラーと、前記ポリゴンミラーにより走査されたレーザ光の照射による読取対象からの反射光を受光して電気信号に変換する受光手段と、前記受光手段の電気信号をアナログ処理するアナログ処理回路および前記アナログ処理回路の信号を入力してデジタル処理するデジタル処理回路とからなる前記読取対象を解読する解読処理手段とを備えてなる光学的情報読取装置において、前記レーザ光照射手段を、把持手段を有する保持体に着脱自在に把持固定するとともに、前記保持体は底面に幅方向に延びる円弧状の突起を有し、前記モータにより回転するポリゴンミラーを装着する基板に前記突起を当接してねじ締め固定してなることを特徴とする光学的情報読取装置。
【請求項２】
前記保持体の一側面側に位置する底面の端縁を前記モータにより回転するポリゴンミラーを装着する基板の一側縁に沿ってその一側縁に近接して配置してなることを特徴とする請求項１に記載の光学的情報読取装置。
【請求項３】
前記保持体の一側面に段差を形成し、前記基板に接近して対向する底面を、前記レーザ光照射手段を把持固定する上面側に対して幅狭に形成してなることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の光学的情報読取装置。
【請求項４】
前記保持体の段差を形成した一側面と対向する側面側に位置する底面の端縁を前記モータにより回転するポリゴンミラーを装着する基板の一側縁に沿ってその一側縁に近接して配置してなることを特徴とする請求項３に記載の光学的情報読取装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、バーコード等を光学的に読み取る光学的情報読取装置、詳しくはレーザ光照射手段から出射するレーザ光の出射角度の調整に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
たとえば、物体の搬送ラインの傍らに光学的情報読取装置を設置し、そのラインに沿って搬送移動する物体の表面に貼り付けあるいは印刷されたバーコード（読取対象）を読み取り、読み取ったバーコードによって搬送移動している物体を識別することはよく知られている。
【０００３】
このような光学的情報読取装置として、バーコードにレーザ光を走査して照射するレーザ光照射手段、照射したレーザ光によるバーコードからの拡散反射光を受光して受光量に応じた電圧信号を出力する受光手段、受光手段の電気信号を入力して読取対象を解読する解読処理手段を主として有し、各手段を構成する部品を、照射および受光するレーザ光を透過する窓を設けた直方体状の筐体内に収納して構成したものがある。
【０００４】
この場合、筐体は、その内部に各部を構成する部品を位置決め固定するためのたとえば凹凸などの固定部が形成されており、各部品をこの固定部に合わせて位置決め配置し、工具などを挿入してたとえばねじ止め固定するようにしている。そして、一般にレーザ光照射手段はレーザ光を発生する光源およびレンズ、スリットなどの光学系を一つの筐体内に設置し、この筐体を光学的情報読取装置を収納する筐体内の固定部にねじあるいは接着剤により所定の位置に所定の角度で固定している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、レーザ光照射手段の筐体を光学的情報読取装置を収納する筐体内の固定部にねじにより固定する方法では、該レーザ光照射手段にタップ加工するスペースが必要になり、その分レーザ光照射手段が大きくなり、また、レーザ光照射手段を光学的情報読取装置を収納する筐体内の固定部に接着剤で固定する方法では、該レーザ光照射手段の位置決めが難しく、その作業に手間取り、かつ着脱が容易でないという問題があった。
【０００６】
さらに、レーザ光照射手段の筐体を所定の位置に所定の角度で固定しても出射するレーザ光の照射方向がＸ軸方向およびＹ軸方向およびその両軸方向にずれている場合があり、この方向のずれを修正する必要がある場合がある。この修正はレーザ光照射手段の筐体の向きをＸ軸方向およびＹ軸方向に調整できる機構を設けることにより可能となるが、Ｘ軸方向およびＹ軸方向のそれぞれの方向に調整するための部材やねじなどが必要となり、レーザ光照射手段の固定構造が大型化するとともに、Ｘ軸方向およびＹ軸方向のそれぞれの方向について別個に調整しなければならいため、その作業に長い時間を要するという問題があった。
【０００７】
本発明は、このような問題に鑑みなされたもので、レーザ光照射手段の装置への着脱が容易であって小型化を可能にし、また照射方向のずれを簡単に修正することのできる光学的情報読取装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る本発明は、レーザ光照射手段と、前記レーザ光照射手段からのレーザ光を走査するモータにより回転するポリゴンミラーと、前記ポリゴンミラーにより走査されたレーザ光の照射による読取対象からの反射光を受光して電気信号に変換する受光手段と、前記受光手段の電気信号をアナログ処理するアナログ処理回路および前記アナログ処理回路の信号を入力してデジタル処理するデジタル処理回路とからなる前記読取対象を解読する解読処理手段とを備えてなる光学的情報読取装置において、前記レーザ光照射手段を、把持手段を有する保持体に着脱自在に把持固定するとともに、前記保持体は底面に幅方向に延びる円弧状の突起を有し、前記モータにより回転するポリゴンミラーを装着する基板に前記突起を当接してねじ締め固定してなることを特徴とする。
【０００９】
また、請求項２に係る本発明は、請求項１に係る本発明において、保持体の一側面側に位置する底面の端縁を前記モータにより回転するポリゴンミラーを装着する基板の一側縁に沿ってその一側縁に近接して配置してなることを特徴とし、請求項３に係る本発明は、請求項１又は請求項２に係る本発明において、前記保持体の一側面に段差を形成し、前記基板に接近して対向する底面を、前記レーザ光照射手段を把持固定する上面側に対して幅狭に形成してなることを特徴とし、請求項４に係る本発明は、請求項３に係る本発明において、前記保持体の段差を形成した一側面と対向する側面側に位置する底面の端縁を前記モータにより回転するポリゴンミラーを装着する基板の一側縁に沿ってその一側縁に近接して配置してなることを特徴とする。
【００１０】
請求項１に係る本発明では、レーザ光照射手段を保持体の着脱自在の把持手段で位置決め固定するので、レーザ光照射手段にねじ止めなどの固定のためのスペースを要さず、その分小型化でき、かつレーザ光照射手段の着脱が容易であることから、照射方向にずれがある場合には、保持体からレーザ光照射手段を取外し、基板に固定するねじのねじ込み量を調節して保持体の向きをずれ分修正した上レーザ光照射手段を保持体に固定することが簡単にできるので、レーザ光照射手段の照射方向のずれの修正作業が容易かつ簡単に行なうことができる。
【００１１】
請求項２及び請求項４に係る本発明では、保持体の一側面側に位置する底面の端縁を前記モータにより回転するポリゴンミラーを装着する基板の一側縁に沿ってその一側縁に近接して配置するので、基板に纏まったスペースが形成でき、そのスペースに回路部品を装着することが可能になる。また、請求項３に係る本発明では、保持体の一側面に段差を形成し、前記基板に接近して対向する底面を、レーザ光照射手段を把持固定する上面側に対して幅狭に形成するので、上記のスペースを大きくすることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。図１は本発明の実施の形態に係る光学的情報読取装置のレーザ光照射手段の取付け構造を示す斜視図、図２は図１の取付け構造の説明図、図３は本発明の実施の形態に係る光学的情報読取装置の組立て斜視図、図４はレーザ光照射部の斜視図、図５は回路基板の平面図、図６は本発明の実施の形態に係る光学的情報読取装置の全体の回路構成の概略を示すブロック図である。
【００１３】
まず、実施の形態に係る光学的情報読取装置の全体の回路構成について、図６を参照して説明する。光学的情報読取装置は、バーコード８にレーザ光を走査して照射するレーザ光照射部１と、バーコード８からの反射光を受光して受光量に応じた電圧信号を出力する受光部２と、受光部２の電圧信号を増幅して２値化するアナログ信号処理部３と、アナログ信号処理部３の２値化信号を入力しバーコードを解読すると共に、各部の制御信号を形成するデジタル信号処理部４と、デジタル信号処理部４と外部機器とのやり取りをする外部インタフェース部５（５ａは通信用のインタフェース、５ｂはタイミング信号や読み取りＯＫ、ＮＧなどの入出力用のインタフェース）と、テストスイッチ６ａ及び処理結果等を表示するＬＥＤ表示部６ｂを有する操作部６と、設定データなどを格納するＥＥＰＰＯＭ７とにより構成されている。
【００１４】
レーザ光照射部１は、レーザ駆動回路１ａとレーザ駆動回路１ａの駆動によりレーザ光を発光するレーザダイオード１ｂからなるレーザ光源と、レンズ１ｃとスリット１ｄとからなる光学系を内蔵するレーザ光照射手段１Ａと、モータ駆動回路１ｅとモータ駆動回路１ｅの駆動により回転する図示しないモータとモータの回転により回転しレーザ光照射手段１Ａから出射されたレーザ光を走査する８面からなるポリゴンミラー１ｆと走査角を制御するために必要なモータの回転位置に同期した同期信号を出力する同期信号出力部１ｇとにより構成された走査手段とで構成されている。
【００１５】
なお、モータの同期信号は、走査光を直接にホトダイオードで検出、ポリゴンミラー１ｆの角部をホトインタラプタで検出、モーターロータ部に回転用に用いている磁石の回転による磁束の変化を駆動用のコイルあるいはホール素子で検出、モーターロータ部に回転用とは別に埋め込んだ磁石の回転により磁束の変化をホール素子で検出、あるいはモーターロータ部に光学的なマーキングを施し、ホトインタラプタで検出などいずれでもよいが、この実施の形態では光学的情報読取装置のさらなる小型化を図るために、モーターロータ部に埋め込んだ磁石で検出するようにしている。
【００１６】
受光部２は、バーコード８を走査して照射されたレーザ光の反射光を受光する。受光する反射光はバーコード８の明暗に応じた光量を有し、受光部２はこの光量に応じた電圧信号を出力する。すなわち図示のように右から左に１回走査するとき、その走査開始から順次バーコード８の明暗に応じた反射光量を受光し、この光量に応じた電圧信号、たとえば明の場合には高く暗の場合には低い電圧信号を出力し、その走査の終了時点でバーコード８に対応した電圧信号が得られる。
【００１７】
受光部２で形成された受光量に応じた電圧信号は、アナログ信号処理部３に送られここで前置増幅回路３ａ、可変利得増幅回路および増幅率設定可能の増幅回路などからなる増幅処理部３ｂを介して２値化可能の適正値に増幅し、適正値に増幅された増幅処理部３ｂの出力電圧信号を２値化回路３ｃで２値化してデジタル信号処理部４へ送る。
【００１８】
デジタル信号処理部４は、たとえばモータの同期信号を入力してレーザダイオード１ｂの点滅を制御するなどの各部の制御、外部機器とのコマンドやデータのやり取り、ＥＥＰＲＯＭ７への設定データの書込、読出、アナログ信号処理部３のデジタルポテンショメータの抵抗値の変更、設定（各増幅回路の増幅率の調整）などを行なうとともに、２値化回路３ｃの２値化信号を入力してその信号に基づいてバーコードを解読し、その結果をインタフェース部５を介して外部機器に転送し、またＬＥＤ表示部６ｂに表示する。
【００１９】
たとえば、予め設定した走査時間でバーコード７に対応した信号が得られない場合には、バーコード７の読み取り不良のＮＧ信号をＬＥＤ表示部６ｂに表示し、インターフェース５ａからＮＧ出力を行なうとともに、インタフェース５ｂから外部機器にＮＧコマンドなどを転送し、解読した場合はバーコード７の読み取りＯＫ信号をＬＥＤ表示部６ｂに表示し、インターフェース５ａからＯＫ出力を行なうとともに、インタフェース５ｂからバーコードデータなどを外部機器に転送する。
【００２０】
このように構成された光学的情報読取装置は、光学的情報読取装置に電源が投入されることにより、モータ駆動回路１ｅが駆動されモータが回転し、ポリゴンミラー１ｆが回転する。デジタル信号処理部４はモータの同期信号を入力し、ポリゴンミラー１ｆの１つの面の所定の位置がレーザ光の反射位置（その面における走査開始点）となったとき、レーザ駆動回路１ａに点灯信号を送りレーザダイオード１ｂを点灯し、その面における反射を終了する所定の位置（その面における走査終了点）になったときレーザ駆動回路１ａに消灯信号を送りレーザダイオード１ｂを消灯する。
【００２１】
つまりモータの同期信号に基づいて発光ダイオード１ｂの点灯・消灯信号を形成し、ポリゴンミラー１ｆの１つの面でバーコード７を横切る１回の走査レーザ光が形成され、その走査範囲θはこの実施の形態では６０度に設定されている。なお、受光部２は受光手段、アナログ信号処理部３およびデジタル信号処理部４を併せた処理手段を解読処理手段に相当する。
【００２２】
受光部２は、バーコード８へ走査にしたがい照射したレーザ光の拡散反射光を受光し、受光光量に応じた大きさの電圧信号に変換して出力する。その電圧信号はアナログ信号処理部３に送られここで前置増幅回路３ａ、可変利得増幅回路３ｂを介して適正値に増幅し２値化回路３ｃで２値化してデジタル信号処理部４へ送る。デジタル信号処理部４では通常２回の走査により一致した場合にバーコード８に対応した信号と判断してバーコード８を解読する。
【００２３】
そして、光学的情報読取装置を構成するレーザ光照射部１、受光部２およびアナログ信号処理部３、デジタル信号処理部４、インタフェース部５、ＥＥＰＲＯＭ７などからなる信号処理回路部は、光透過窓を有する筐体内に収納して構成される。この実施の形態に係る光学的情報読取装置では、レーザ光照射部１は、図４に示すように、モータ基板１１に回転軸にポリゴンミラー１ｆを固定したモーター１４とレーザ光照射手段１Ａを位置決め固定したホルダー（保持体）１３を固定するように構成されている。
【００２４】
信号処理回路部を構成する部品はプリント基板（回路基板）に実装するが、回路基板は図５に示すように、回路基板２１ａ〜２１ｅに５分割され、各回路基板２１ａ〜２１ｅは折り曲げて底面側、後側面、左右両側面および上面側に位置するようにフレキシブル回路基板２２により電気的機械的に連結されている。そして例えば底面側に位置する回路基板２１ａにはアナログ信号処理部３の回路部品が、上面に位置する回路基板２１ｃにはデジタル信号処理部４の回路部品が、後側面に位置する回路基板２１ｂには電線接続部が形成されている。
【００２５】
図３は光学的情報読取装置の組立て図である。図５に示す各回路基板２１ａ〜２１ｅに部品が装着されると、底面側に位置する回路基板２１ａの上面に装着部品と干渉しない隙間をあけて図４に示すレーザ光照射手段１Ａおよびはポリゴンミラー１ｆを固定したモータ基板１１を固定し、ブッシング２４を固定したケーブル２３を接続し、各回路基板２１ｂ〜２１ｄをレーザ光照射手段１Ａおよびはポリゴンミラー１ｆを囲むようにフレキシブル回路基板２２部で折り曲げ、回路基板２１ｅをレーザ光照射手段１Ａに接続して装置本体２５をコンパクト化する。
【００２６】
コンパクト化された装置本体２５は、全方向から部品の観察や操作ができるように開口された樹脂製のシャーシ（枠体）２７に嵌めあわせて固定し、その前面に受光素子モジュール２を固着した枠２６を嵌め込み固定される。受光素子モジュール２を固着した枠２６は、上部にレーザ光を透過する空間２６ｂが形成され、その下部に反射光を透過する窓が形成され、その窓の内側にホトダイオード等の受光素子モジュール２を固定している。そしてその窓には、外乱光および外乱電磁波を遮断する機構２６ａが配置されている。
【００２７】
２８は上部を形成する筐体でその前面にレーザ光の照射および反射光を透過する窓２８ａが、側面にケーブル２３に固定したブッシング２４を固定する三角状の開口２８ｂが形成され、この開口２８ｂと対向する反対側の側面にキートップ３５を装着する開口２８ｃが形成され底面は開口している。
【００２８】
窓２８ａには窓ガラス２９が嵌められ、その内側および上部筐体２８の後面内側に絶縁シート３１および３２が取り付けられる。３４は底部筐体で受光素子モジュール２が位置する下部に絶縁シート３３を敷き、装置本体２５および受光素子モジュール２を装着した枠２６を固定した枠体２７を載置し、上部筐体２８を被せてねじ３６で固定する。すなわち、枠体２７に装置本体を構成する各部品を固定した後、この枠体２７を筐体２８内に嵌合収納する構造に構成する。
【００２９】
ところで、レーザ光照射手段１Ａのモータ基板１１への取り付け構造について図１および図２を参照して具体的に説明すると、レーザ光照射手段１Ａは、レーザ光を発光するレーザ光源および光学系は断面外形円形もしくは楕円形に形成され前面にレーザ出射窓６１を有する筒状の筐体内に配置収納され、その筐体の中央部分６２は端部に比し大径に形成されている（図１（ａ））。
【００３０】
保持体１３は樹脂で一体成形されており、レーザ光照射手段１Ａの筐体と嵌合する凹部６３が長手方向に形成され、その凹部６３の長手方向の両側端部に凹部６３を挾んで互いに対向するフック（把持手段）６４が突出して形成されている（図１（ｂ））。長手方向の両側端部に位置する把持手段６４間の間隔はレーザ光照射手段１Ａの筐体の大径部６２が嵌合する間隙にされており、この凹部６３にレーザ光照射手段１Ａの筐体を把持手段６４の把持力に抗して嵌め込むとき、この間隙に筐体の大径部６２を嵌合する。この嵌合によって長手方向の位置も固定される（図１（ｃ））。筐体を嵌め込んだ後筐体を外すには把持力に抗して抜き取ればよい。すなわち、レーザ光照射手段１Ａは着脱自在に保持体１３に位置決め保持される。
【００３１】
保持体１３の基板１１に当接する側の側面（底面）には、長手方向の中央部に円弧状の突起６５が形成され、その突起６５を挾む両側の端部に固定用のねじと螺合するねじ孔６６が形成されている。また、保持体１３の一側面に段差を形成し、突起６５が形成された底面の幅ｄをレーザ光照射手段１Ａを把持固定する上面側に対して幅狭に形成している。そして、その一側面と対向する側面側に位置する底面の端縁を基板１１の一側縁に沿ってその一側縁に近接して配置し、基板１１に装着したときの保持体１３の回動をしやすく、かつ保持体１３が基板１１を占める割合を小さく、すなわち基板１１上に纏まった大きいスペースを形成し（図１（ｂ））、保持体１３の下方に食い込んで基板１１上に回路部品などを装着できるようにしている。
【００３２】
一方、基板１１のレーザ光照射手段１Ａ、つまり保持体１３の固定箇所には、保持体１３を締め付け固定するねじ６８を挿通するねじ６８のねじ部の外径よりも大きい径の孔６７が形成されている（図１（ｄ））。レーザ光照射手段１Ａを位置決め保持した保持体１３は、突起６５を基板１１に当接してねじ孔６６を基板１１の孔６７に対向させ、ねじ６８を孔６７を挿通してねじ孔６６に嵌めて締め付け固定する。
【００３３】
この固定に際し、両側のねじ６８の保持体１３へのねじ込み量、たとえばレーザ光の出射方向に対して前方に位置する側、すなわちレーザ出射窓６１側に位置するねじ６８のねじ込み量を多く、反対側のねじ込み量を少なくするにしたがい保持体１３は突起６５を支点にしてレーザ出射窓６１側が基板１１に接近する方向に揺動して、逆にレーザ光の出射方向に対して後方に位置する側のねじ６８のねじ込み量を多く、前方に位置する側のねじ込み量を少なくするにしたがい保持体１３は突起６５を支点にしてレーザ出射窓６１側が基板１１に離れる方向に揺動する。この揺動を利用してレーザ光のＹ軸方向に対する照射方向のずれを修正する（図２（ａ））。
【００３４】
また、基板１１の孔６７の径が挿通するねじ６８のねじ部の外径よりも大きいので、その大きい分保持体１３を突起６５を支点にして基板１１の平面上を回動することができ、この回動を利用してレーザ光のＸ軸方向に対する照射方向のずれを修正する（図２（ｂ））。つまり、保持体１３を突起６５を支点にして揺動および回動してレーザ光のＸ軸方向およびＹ軸方向の照射方向のずれを調整し、調整した状態を維持してねじ６８を締め付けて固定する。
【００３５】
この実施の形態では、レーザ光照射手段１Ａをポリゴンミラー１ｆを固定した基板１１に固定し、またその固定は光学的情報読取装置を収納する筐体２８の外部で行なうので、レーザ光のＸ軸方向およびＹ軸方向の照射方向のずれを調整する作業はきわめて容易であり、かつ正確に行なうことができる。
【００３６】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によればレーザ光照射手段を保持体の着脱自在の把持手段で位置決め固定するので、レーザ光照射手段にねじ止めなどの固定のためのスペースを要さず、その分小型化でき、かつレーザ光照射手段の着脱が容易であることから、レーザ光照射手段の照射方向のずれの修正作業を容易に行なうことができる。
【００３７】
また、基板に着脱自在の保持体にレーザ光照射手段を保持し、その保持体の基板に当接する側の面に突起を設けることにより、その突起を支点にして揺動および回動させることができるので、レーザ光の照射方向のずれの調整作業がより簡単かつ短時間に行なうことができ、レーザ光の照射方向のずれの調整が可能でありながらその構造は簡素であり、光学的情報読取装置におけるレーザ光照射手段のために要するスペースが低減され光学的情報読取装置の小型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る光学的情報読取装置のレーザ光照射手段の取付け構造を示す斜視図である。
【図２】図１の取付け構造の説明図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る光学的情報読取装置の組立て斜視図である。
【図４】図３に示すレーザ光照射部の斜視図である。
【図５】図３に示す回路基板の平面図である。
【図６】本発明の実施の形態に係る光学的情報読取装置の全体の回路構成の概略を示すブロック図である。
【符号の説明】
１    レーザ光照射部
１Ａ  レーザ光照射手段
１ａ  レーザ駆動回路
１ｂ  レーザダイオード
１ｃ  レンズ
１ｄ  スリット
１ｆ  ポリゴンミラー
２    受光部
３    アナログ信号処理部
３ｂ  利得可変の増幅手段
３ｃ  ２値化回路
４  デジタル信号処理部
５  インタフェース部
６  操作部
７  ＥＥＰＲＯＭ
８  バーコード
１１  基板
１３  レーザ光照射手段の保持体
１４  モーター
２１ａ〜２１ｅ  回路基板
２２  フレキシブル回路基板
２３  ケーブル
２４  ブッシング
２５  装置本体
２６  枠
２６ａ  外乱光および外乱電磁波遮断機構
２７  枠体
２８  上部筐体
２８ａ  光透過窓
３４  底部筐体
６１  レーザ出射窓
６２  大径部
６３  凹部
６４  把持手段（フック）
６５  突起
６７  孔
６８  ねじ
【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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【図６】
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