(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
本体と、
該本体に設けられた第１の読み取り窓と、
該第１の読み取り窓に対して角度をなして該本体に設けられた第２の読み取り窓と、
光源と、
該光源から出射される光線を第１の光路に沿って進む第１の光線成分と第２の光路に沿って進む第２の光線成分に分割する光分割手段と、
該光分割手段で分割された該第１の光線成分及び該第２の光線成分をそれぞれに該第１の読み取り窓及び該第２の読み取り窓から出射させる光ガイド手段と、該第１の読み取り窓及び該第２の読み取り窓から出射して物体に当たって反射する光線を検出する少なくとも一つの検出器と、
該光源と該光分割手段との間に配置された第１のビーム成形手段と、
該第１の光路及び該第２の光路の一方に配置された第２のビーム成形手段とを備え、該光源と、該光分割手段と、該第１のビーム成形手段と、該第２のビーム成形手段とは、１つのユニットとして形成され、該第２のビーム成形手段は該第１のビーム成形手段よりも焦点距離の長い光学素子である
ことを特徴とする光走査装置。
【請求項２】
光源と、
該光源の出射光を成形する第１のビーム成形手段と、
該第１のビーム成形手段の出射光を第１の光路に沿って進む第１の光線成分と第２の光路に沿って進む第２の光線成分に分割する光分割手段と、
一方の光路に配置された第２のビーム成形手段とを備え、該第２のビーム成形手段は該第１のビーム成形手段よりも焦点距離の長い光学素子であることを特徴とする光源モジュール。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は例えばバーコードリーダとして知られる光走査装置及びそれに使用される光源モジュールに関する。
【０００２】
【従来の技術】
光線を照射し、物体に当たって反射した光線を検出することにより、商品に添付されたバーコードを読み取るようにした、ＰＯＳシステムが急速に普及している。このＰＯＳシステムでは、オペレータは商品を操作するだけでチェックアウト作業を行うことができるため、オペレータの負荷は軽減される。
【０００３】
近年、２つの読み取り窓を有する光走査装置が提案されている。例えば、光走査装置の底部及び正面にＬ字形に２つの読み取り窓が設けられ、両方の読み取り窓から光線を照射して、商品のバーコードを読み取ることができる。このような光走査装置では、商品のバーコードの向きが一定の方向を向いていなくてもバーコードを読み取ることができるので、オペレータの負荷をさらに低減させることができる。
【０００４】
装置の底部の読み取り窓及び装置の正面の読み取り窓を備えた光走査装置においては、装置の底部の読み取り窓のための光走査系と、装置の正面の読み取り窓のための光走査系とが必要である。各光走査系は、光源と、ポリゴンミラー等の走査手段と、その他のミラーとを含む。従って、装置が複雑になり、部品点数が多くなって２つの読み取り窓を有する光走査装置の製造コストは高くなる。そこで、２つの光走査系に対して共通の光源を使用すれば、部品点数が少なくなって、コスト低減を図ることができる。
【０００５】
例えば、図２７に示されるように、共通の光源１を使用するためには、ハーフミラー２等の光分割手段を設け、光源１から出射される光線を第１の光線成分と第２の光線成分に分割し、分割された２つの光線成分を直接及びミラーを介して共通のポリゴンミラー３に導く。ポリゴンミラー３で反射した第１の光線成分Ｘをミラー群Ｍ１  を介して装置の底部の読み取り窓４から出射させ、ポリゴンミラーで反射した第２の光線成分Ｙをミラー群Ｍ２  を介して装置の正面の読み取り窓５から出射させるようにする。そして、装置の底部及び正面の読み取り窓４，５から出射した光線は、物体に当たって反射する。その反射光線を検出器６，７で検出することにより、バーコードを読むことができる。
【０００６】
バーの間隔の狭いバーコードをより確実に読むためには、バーコードに当たる光線の幅をできるだけ絞ることが必要である。このために、光源１と光分割手段２との間にビーム成形手段８を配置し、装置の底部の読み取り窓から出射した光線のビーム径が該読み取り窓４上の所望の位置で最小ビーム径となり、且つ装置の正面の読み取り窓５から出射した光線のビーム径が該読み取り窓から所望の位置で最小ビーム径となるようにするのが好ましい。こうすれば、共通の光源１及び共通のポリゴンミラー３を使用して、第一及び第二の走査光でバーコードをより確実且つ簡単に読むことができるようになる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
特にバーの間隔の狭いバーコードを読み取る場合には、レーザービームの径が細い方が望ましい。バーコード読取り装置には最適読取領域が設定され、バーコードを読取る際には物品をこの領域を通過させる。レーザービームの焦点（径が最も細点）は最適読取り領域の中心辺りに設定することが望ましい。複数の走査ビームによりバーコードを読取るタイプの装置の場合には、底部窓を通して出射される走査光の光源から読取り領域中心までの距離と、正面窓を通して出射される走査光の光源から読取り中心までの距離とが等しいことが望ましい。しかし、光学部品配置などに制限があり、両者の距離を等しくすることが困難であるため、第一の走査光と第二の走査光との双方の焦点位置を合せることが困難である。そのため、第一の走査光の焦点を読取り領域の中心に設定すると、第二の走査光の焦点は読取領域の中心から外れた位置に設定せざるを得ず、第二の走査光ではバーコードを読取れない場合もある。
【０００８】
本発明の目的は、共通の光源から出射し且つ光光分割手段によって分割された２つの光線成分のビーム径をできるだけ小さくすることができる光走査装置を提供することである。
本発明の目的は、共通の光源と２つの読み取り窓を備え、それぞれの読み取り窓から出射した光線により感度よくバーコードの読み取りを行うことのできる光走査装置を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明による光走査装置は、本体と、該本体に設けられた第１の読み取り窓と、該第１の読み取り窓に対して角度をなして該本体に設けられた第２の読み取り窓と、光源と、該光源から出射される光線を第１の光路に沿って進む第１の光線成分と第２の光路に沿って進む第２の光線成分に分割する光分割手段と、該光分割手段で分割された該第１の光線成分及び該第２の光線成分をそれぞれに該第１の読み取り窓及び該第２の読み取り窓から出射させる光ガイド手段と、該第１の読み取り窓及び該第２の読み取り窓から出射して物体に当たって反射する光線を検出する少なくとも一つの検出器と、該光源と該光分割手段との間に配置された第１のビーム成形手段と、該第１の光路及び該第２の光路の一方に配置された第２のビーム成形手段とを備え、該光源と、該光分割手段と、該第１のビーム成形手段と、該第２のビーム成形手段とは、１つのユニットとして形成され、該第２のビーム成形手段は該第１のビーム成形手段よりも焦点距離の長い光学素子であることを特徴とするものである。
また、本発明による光源モジュールは、光源と、該光源の出射光を成形する第１のビーム成形手段と、該第１のビーム成形手段の出射光を第１の光路に沿って進む第１の光線成分と第２の光路に沿って進む第２の光線成分に分割する光分割手段と、一方の光路に配置された第２のビーム成形手段とを備え、該第２のビーム成形手段は該第１のビーム成形手段よりも焦点距離の長い光学素子であることを特徴とするものである。
【００１１】
上記構成においては、光源から出射する光線は第１のビーム成形手段によって所望の位置で最小ビーム径となるように絞られる。ただし、光分割手段で分割された２つの光線成分のそれぞれの最小ビーム径の部分がそれぞれの所望の位置にならないことがある。そこで、第１のビーム成形手段は、光分割手段で分割された２つの光線成分のうちの一方の光線成分について、最小ビーム径の部分がそれの所望の位置にくるように設定される。第２のビーム成形手段は、他方の光線成分の光路に配置され、その光路を通る光線の最小ビーム径の部分の位置を補正し、最小ビーム径の部分がそれの所望の位置にくるようにする。このようにして、光分割手段で分割された２つの光線成分について、それぞれの最小ビーム径の部分がそれぞれの所望の位置になるようにすることができる。
【００１２】
上記構成とともに、下記の構成を採用することができる。
該光ガイド手段は、該光分割手段で分割された該第１の光線成分及び該第２の光線成分をそれぞれに反射させるポリゴンミラーと、該光分割手段と該ポリゴンミラーとの間に配置される少なくとも１つのミラーと、該ポリゴンミラーで反射した該第１の光線成分を該第１の読み取り窓から出射させる第１のミラー群と、該ポリゴンミラーで反射した該第２の光線成分を該第２の読み取り窓から出射させる第２のミラー群とからなる。
【００１３】
該第１のビーム成形手段は該光源から出射される光線が該光源から第１の距離で最小ビーム径を有するようにビーム成形を行い、該第２のビーム成形手段は該一方の光路を通る光線成分が該第１の距離とは異なった該光源からの第２の距離で最小ビーム径を有するようにビーム成形を行う。
該第１のビーム成形手段はコリメータレンズとアパチャとを含む。
【００１４】
該第２のビーム成形手段は該コリメータレンズよりも焦点距離が長い凸レンズからなる。あるいは、該第２のビーム成形手段は凹レンズからなる。あるいは、該第２のビーム成形手段は凹面鏡からなる。
該光源と、該光分割手段と、該第１のビーム成形手段とは、１つのユニットとして形成されている。
【００１５】
該光源と、該光分割手段と、該第１のビーム成形手段と、該第２のビーム成形手段とは、１つのユニットとして形成されている。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１及び図２は本発明の実施例によりバーコードリーダとして構成された光走査装置１０を示す図である。光走査装置１０は本体１２を有し、本体１２はベース部分１４とカバー部分１６とからなる。
ボトム読み取り窓１８がベース部分１４の表面に設けられ、サイド読み取り窓２０がカバー部分１６の表面に設けられる。ボトム読み取り窓１８とサイド読み取り窓２０とはほぼＬ字形をなすように互いに角度をなして配置される。
【００１７】
図２においては、ボトム読み取り窓１８から出射する光線の一つが矢印Ｘで示され、サイド読み取り窓２０から出射する光線の一つが矢印Ｙで示される。ボトム読み取り窓１８の上にあって、サイド読み取り窓２０から所定の距離にある点を中心とする空間領域が最適の読み取り領域Ｐとなる。つまり、物体が最適の読み取り領域Ｐにあるとバーコードを最適に読み取ることができる。ただし、物体が最適の読み取り領域Ｐの外側に領域にあってもバーコードを読み取ることができるが、バー間隔が狭いので、バーコードの読取りは保証されない。
【００１８】
図２において、光走査装置１０は、光源（レーザーダイオード等）２２と、第１のビーム成形手段２４と、光分割部材２６と、第２のビーム成形手段２８とを含む。これらの部材は共通のフレームに取り付けられ、光源モジュール３０としてユニット化されている。光走査装置１０は、さらに、モータ３２ａによって回転させられるポリゴンミラー３２と、２つのミラー３４、３６とを含む。光源モジュール３０はベース部分１４の一端部の低い位置に配置される。ミラー３４はベース部分１４の一端部の光源モジュール３０の上に配置され、ミラー３６はベース部分１４の他端部に配置される。光源モジュール３０は本体１２内の図２で右端部に配置され、ポリゴンミラー３２は本体１２内の左端部近くで、２つの読み取り窓１８，２０の間に配置される。
【００１９】
光分割部材２６はハーフミラー、ハーフキューブ、あるいは偏光ビームスプリッタにより構成され、光源２２から出射される光線を第１の光路に沿って進む第１の光線成分Ｌ１と第２の光路に沿って進む第２の光線成分Ｌ２に分割する。この場合、第１の光線成分Ｌ１は光分割部材２６を透過して光分割部材２６から真っ直ぐにポリゴンミラー３２の一側へ向かい、第２の光線成分Ｌ２は光分割部材２６で反射してミラー３４、３６でさらに反射して光路を曲げられてからポリゴンミラー３２の他側へ向かう。第２の光線成分Ｌ２はミラー３４、３６間においてポリゴンミラー３２の下側を通る。
【００２０】
ポリゴンミラー３２で図２で右側へ反射した第１の光線成分Ｌ１はボトムミラー群３８を経て、例えば光線Ｘとしてボトム読み取り窓１８から出射し、物体を走査する。ポリゴンミラー３２で図２で左側へ反射した第２の光線成分Ｌ２はサイドミラー群４０を経て、例えば光線Ｙとしてサイド読み取り窓２０から出射し、物体を走査する。ボトムミラー群３８及びサイドミラー群４０は後で説明するようにそれぞれ複数のミラーを含み、それぞれ複数の光線で物体を走査する。
【００２１】
最適の読み取り領域Ｐ（あるいはそのまわりの領域）に物体があると、光線Ｘ又は光線Ｙはその物体に当たって反射し、散乱し、この反射光は走査光が光源２２から進んで来たときとは逆の進路を辿って戻る。物体で反射され、ボトム読み取り窓１８を通ってポリゴンミラー３２で反射された光線がＬ３で示されている。物体で反射され、サイド読み取り窓２０を通ってポリゴンミラー３２で反射された光線がＬ４で示されている。
【００２２】
反射光を検出するために、第１の光線成分Ｌ１の光路には、光源モジュール３０の近くに反射鏡４２が配置される。反射鏡４２はその中心部に穴４２ａを有する凹面鏡として形成される。穴４２ａは、光分割部材２６からポリゴンミラー３２へ向かう第１の光線成分Ｌ１を通過させる。反射鏡４２の焦点の位置に第１の検出器４４が配置される。反射光線Ｌ３は反射鏡４２の広い面積に当たって反射され、且つ集光されて第１の検出器４４に入射する。第１の検出器４４はピンフォトダイオードからなり、検出した光量を電気信号に変換する。電気信号は図示しない電気回路に送られ、復調などの処理がほどこされる。これによって、物体に添付されたバーコードがあれば、バーコードを読み取ることができる。
【００２３】
第２の光線成分Ｌ２の光路にあるミラー３６の裏側には、ミラー３６よりも大きな集光子４６が配置される。集光子４６は凸レンズ又はフレネルレンズによって形成されている。集光子４６で集光された反射光線Ｌ４を検出するために第２の検出器４８が集光子４６の焦点の位置に配置される。反射光線Ｌ４は集光子４６を通って第２の検出器４８へ進む。第２の検出器４８はピンフォトダイオードからなり、検出した光量を電気信号に変換する。電気信号は図示しない電気回路に送られる。よって、物体に添付されたバーコードがあれば、バーコードを読み取ることができる。
【００２４】
図３は第１のビーム成形手段２４の例を示している。第１のビーム成形手段２４はコリメータレンズ５０とアパチャ５２とからなり、これらはモジュールとしてユニット化される。コリメータレンズ５０は光源（レーザー光源）２２から出射している発散性の光線を集光し、平行光よりもわずかに絞り、アパチャ５２はコリメータレンズ５０を通った光線の余分な光をカットして、ビーム径をさらに絞る。アパチャ５２から出射した光線の径は次第に細くなり、最小ビーム径の部分Ｓを経た後で次第に太くなる。
【００２５】
図４は第１のビーム成形手段２４を通った光線のビーム径と光源２２からの距離との関係を示す図である。距離ａ、ｂ、ｃ、ｄは図２の位置Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄに対応している。すなわち、距離ａは光源２２からボトム読み取り窓１８上の位置Ａまでの距離、距離ｂは光源２２からボトム読み取り窓１８を通って最適読み取り領域Ｐの上の位置Ｂまでの距離である。また、距離ｃは光源２２からサイド読み取り窓２０上の位置Ｃまでの距離、距離ｄは光源２２からサイド読み取り窓２０を通って最適読み取り領域Ｐを越えた位置Ｄまでの距離である。
【００２６】
図４において、ボトム読み取り領域Ｅはボトム読み取り窓１８から出射する光線によって読み取り可能な領域であり、サイド読み取り領域Ｆはサイド読み取り窓２０から出射する光線によって読み取り可能な領域である。最適読み取り領域Ｐはボトム読み取り領域Ｅ及びサイド読み取り領域Ｆよりもそれぞれ狭い。ＰＢ点は図２でＡＢ方向の最適読み取り領域Ｐの中心までの距離に相当する点、ＰＳ点は図２でＣＤ方向の最適読み取り領域Ｐの中心までの距離に相当する点である。
【００２７】
図４から分かるように、光源２２から点ＰＢまでの距離は、光源２２から点ＰＳまでの距離よりも短い。このような場合、従来は、光線Ｘの最小ビーム径の部分ＳがＰＢ点に位置するように設定していた。すると、光線Ｙの最小ビーム径になる位置はＰＳ点からはずれてしまい、ＰＳ点におけるビーム径は最小ビーム径よりも少し大きくなってしまう。
【００２８】
しかし、特にバーコードを構成するバーのピッチがさらに小さくなると、もっと小さいビーム径の光線で走査を行うことが望まれる。このために、第２のビーム成形手段２８を設け、さらに光線Ｙのビーム径を細くして、望ましくはＰＳ点付近で最小ビーム径となるようにする。
図５は第１のビーム成形手段２４及び第２のビーム成形手段２８の特徴を示す図である。曲線Ｇは図４の特性と同じである。曲線Ｈは、ＰＳ点におけるビーム径を小さくするために、第１のビーム成形手段２４の設定を変えた場合を示す。これによって、曲線Ｇ上のＰＳ点のビーム径は、曲線Ｈ上のＰＳ′点のビーム径になる。つまり、サイド読み取り窓２０から出射する光線ＹのＰＳ点でのビーム径が小さくなる。図５においては、ｃ−ｄ間においては曲線Ｈの方が曲線Ｇよりも全体的にビーム径をしぼることができる。ａ−ｂ間においては、特に読み取り窓に近い位置では、曲線Ｉの方が曲線Ｈ，Ｇよりもビーム径をしぼることができる。こうして、読み取り領域全般にわたってビーム径を小さくすることができるようになり、いずれの光線を使用してもよりバー幅が狭い細いバーコードを読み取ることができるようになる。
【００２９】
曲線Ｇから曲線Ｈへの変更は、第１のビーム成形手段２４の設定を変えることにより行われる。例えば、曲線Ｇから曲線Ｈへの変更は、ビームの焦点の位置、つまり光源２２からの最小ビーム径の部分Ｓまでの距離を長くなるようにすることであり、これは第１のビーム成形手段２４のコリメータレンズ５０の焦点距離ｆを図４の場合よりも長さを長くすることによって達成される。例えば、曲線Ｇの特性はコリメータレンズ５０の焦点距離ｆが３．６ｍｍで達成されたとした場合、曲線Ｈの特性はコリメータレンズ５０の焦点距離ｆが１４ｍｍで達成される。また、曲線Ｇの特性から曲線Ｈの特性への変更は、アパチャ５２の穴の大きさを変えたり、光源２２とコリメータレンズ５０の間の距離を変えたりすることによっても達成される。
【００３０】
しかし、曲線Ｇ上のＰＢ点は、曲線Ｈ上のＰＢ′点に移動し、ボトム読み取り窓１８から出射する光線のビーム径はＰＢ′点では大きくなる。そこで、第１の光線成分Ｌ１の光路に配置された第２のビーム成形手段２８により、ボトム読み取り窓１８から出射する光線Ｘについてのみ、ビーム成形を行う。つまり、ボトム読み取り窓１８から出射する光線Ｘについては、焦点を結ぶ位置を曲線Ｈの特性から曲線Ｉの特性へ変更し、曲線Ｈ上のＰＢ′点におけるビーム径を曲線Ｉ上のＰＢ″点におけるビーム径へと小さくする。第２のビーム成形手段はビームスプリッタの後段に配置される。この場合、第２のビーム成形手段２８の平凸レンズの焦点距離ｆは３０００ｍｍである。従って、コリメータレンズ５０の焦点距離ｆが１４ｍｍであるのに対して、光線ＹのＰＳ点でのビーム径を絞るための第２のビーム成形手段２８の平凸レンズの方がコリメータレンズ５０よりも数１００倍も長い焦点距離をもつものである。
【００３１】
これによって、サイド読み取り窓２０から出射する光線のビーム径、及びボトム読み取り窓１８から出射する光線のビーム径をともに小さくすることができ、小さなビーム径の光線で走査を行うことができる。実施例のモジュールでは、コリメータレンズで光線Ｙの焦点を最適読取り位置に合わせる。平凸レンズで、コリメータレンズにより合わせられてしまう光線Ｘの焦点を若干手前にもってくるようにする。
【００３２】
図６は第１のビーム成形手段２４の変形例を示す図である。この例においては、第１のビーム成形手段２４はコリメータレンズ５０とアパチャ５２との間に配置された直角プリズム５４をさらに含む。図７に示されるように、レーザーダイオード２２から出射する光線は一般的に、直交する第１及び第２の光線成分のうち、一方の光線の発散角が他方の光線の発散角よりも大きくなる。直角プリズム５４はそのような大きい発散角をもつ光線を絞って、他方の発散角の小さい方の光線の発散角と同等にするものである（ビーム径を成形する）。例えば，図６では、直角プリズム５４は、発散角の大きい縦方向の光線を絞り、横方向の光線は絞らない。なお、図６では直角プリズム５４の斜辺がアパチャ５２側を向いて配置されているが、直角プリズム５４の斜辺が光源２２側を向いて配置されることもできる。また、直角プリズム５４の代わりに直角ではないプリズムとすることもできる。
【００３３】
図８は直角プリズム５４の代わりにシリンドリカル凸レンズ５４ａとシリンドリカル凹レンズ５４ｂを設けた例を示す図である。この場合には、実線で示す発散角の大きい縦方向の光線を点線で示す発散角の小さい横方向の光線の発散角と同等にすることができる。
図９は同様にシリンドリカル凹レンズ５４ｃとシリンドリカル凸レンズ５４ｄを設けた例を示す図である。この場合には、実線で示す発散角の小さい横方向の光線を点線で示す発散角の大きい縦方向の光線の発散角と同等にすることができる。
【００３４】
図２６（Ａ），（Ｂ）は直角プリズムを含む光源モジュール３０を示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は略垂直断面図である。光源モジュール３０はボディ３０ａを含み、ボディ３０ａに光源２２が取付けられている。光源モジュール３０のボディ３０ａ内には、第１のビーム成形手段２４のコリメータレンズ５０と、直角プリズム５４と、第１のビーム成形手段２４のアパチャ５２と、光分割手段（ハーフミラー）２６と、第２のビーム成形手段２８とが配置されている。コリメータレンズ５０は（Ｄ）に示されるようにアルミブロック５０ａに取りつけてボディ３０ａの一端側の穴に挿入され、第２のビーム成形手段２８であるレンズはボディ３０ａの他端側の取りつけ溝２８ａに挿入される。第２のビーム成形手段２８であるレンズはほぼ半円形状をしており、取りつけ穴２８ａは同レンズの外形と一致し、Ｕ字形の断面の溝である。
【００３５】
図１０及び図１１は図２のボトムミラー群３８の配置の一例を示す図である。図１０及び図１１は図２とは左右関係が逆に示されるいる。ボトムミラー群３８は図２ではベース部分１４のボトム読み取り窓１８の直ぐ下にあるように示されているが、実際には、ボトムミラー群３８のミラーはベース部分１４の下方位置にも配置される。ボトムミラー群３８のミラーはベース部分１４の周辺位置に配置される。
【００３６】
図１０は図２のベース部分１４が下方フレーム１４ａと上方フレーム１４ｂとからなることを示している。図１１はベース部分１４の下方フレーム１４ａのみを示している。上方フレーム１４ｂは図１１の下方フレーム１４ａの左方部分上には取り付けられ、図２のカバー部分１６は図１１の右方部分上に取り付けられる。
【００３７】
図１０の下方フレーム１４ａの中央にはポリゴンミラー３２が示されている。図１１の下方フレーム１４ａの中央には支持台３２ｂが示され、ポリゴンミラー３２（図示せず）はこの支持台３２ｂに取り付けられる。さらに、図１１の左端部には図２の光分割部材２６で反射した光線を受けるミラー３４が示されており、図２の光源モジュール３０はこのミラー３４の下方に配置される。図１１の右端部にはミラー３４で反射した光線を受けるミラー３６が示されており、図２の集光子４６がフレネルレンズとしてこのミラー３６の後方に示されている。集光子４６で集光された反射光を受ける第２の検知器４８はプリント基板５６に取り付けられている。第１の検知器４４も図１１の左端底部のＶゾーンに配置されたプリント基板（図示せず）に取り付けられる。
【００３８】
図１０及び図１１に示されるように、下方フレーム１４ａはミラーＺＢ２、ＶＢＲＲ、ＶＢＬＬ、ＨＢＲ２、ＨＢＬ２、ＺＭＬ２、ＺＭＲ２を備えている。これらのミラーはボトムミラー群３８の一部を構成する。下方フレーム１４ａはさらにミラーＶＳＲ１、ＶＳＬ１を備えている。図１０には、カバー１６に取り付けられるミラーＺＬ、ＺＲも示されている。これらのミラーはサイドミラー群４０の一部を構成する。これらのミラーは概ね反射面を斜め上に向けて配置されている。
【００３９】
上方フレーム１４ｂはミラーＺＢＲ１、ＺＢＬ１、ＨＢＲ１、ＨＢＬ１、ＶＢＲ１、ＶＢＬ１、ＶＢＲ２、ＶＢＬ２、ＺＭＲ１、ＺＭＲ２を備えている。これらのミラーはボトムミラー群３８の一部を構成する。これらのミラーは概ね反射面を斜め下に向けて配置されている。
ボトムミラー群３８については、光源２２から出射し、光分割部材２６を透過し、ポリゴンミラー３２で反射した光線は、上方フレーム１４ｂのミラーに入射する。ポリゴンミラー３２が時計方向に回転するときには、走査の順番は、ミラーＺＭＲ１、ＶＢＲ２、ＶＢＲ１、ＨＢＲ１、ＺＢＲ１、ＺＢＬ１、ＨＢＬ１、ＶＢＬ２、ＶＢＬ２、ＺＭＬ１となる。上方フレーム１４ｂのミラーで反射された光線は下方フレーム１４ａのミラーへ向かう。例えば、ミラーＺＭＲ１で反射された光線はミラーＺＭＲ２によって上向きに反射され、ボトム読み取り窓１８から出射する。ＶＢＲ２及びＶＢＲ１で反射された光線はミラーＶＢＲＲによって上向きに反射され、ボトム読み取り窓１８から出射する。同様に、次のミラーによって反射された光線は他のミラーによって上向きに反射され、ボトム読み取り窓１８から出射する。
【００４０】
その結果、図１２に示されるように、ボトム読み取り窓１８から種々の方向及び角度の光線が出射し、物体を走査する。図２の矢印Ｘはこれらの光線の一つを代表的に示している。物体に当たった光線は上記したようにして第１の検出器４４で検出される。
また、図１３及び図１４に示されるように、カバー部分１６はミラーホルダ１７を含み、ミラーホルダ１７にはミラーＶＳＬ２、ＺＬＬ、ＺＨＬ、ＺＨＲ、ＺＲＲ、ＶＳＲ２が取り付けられている。これらのミラーは上記ミラーＶＳＲ１、ＶＳＬ１、ＺＬ、ＺＲとともにサイドミラー群４０を構成する。
【００４１】
サイドミラー群４０については、光源２２から出射し、光分割部材２６で反射した光線は、ミラー３４及びミラー３６で反射してポリゴンミラー３２へ向かい、ポリゴンミラー３２で反射した光線は下方フレーム１４ａのミラーＶＳＲ１、ＶＳＬ１、ＺＬ、ＺＲへ入射する。走査の順序は、ＶＳＬ１、ＺＬ、ＺＲ、ＶＳＲ１である。これらのミラーで反射した光線はミラーホルダ１７のミラーへ向かって進み、ミラーホルダ１７のミラーで反射してサイド読み取り窓２０から出射する。
【００４２】
従って、図１５に示されるように、サイド読み取り窓２０から種々の方向及び角度の光線が出射し、物体を走査する。図２の矢印Ｙはこれらの光線の一つを代表的に示している。物体に当たった反射光線は上記したようにして第２の検出器４８で検出される。なお、図１３では、集光子４６と第２の検知器４８との間にさらにミラー４７が配置され、集光子４６を通った光線がミラー４７で反射して第２の検知器４８に入射するようになっている。
【００４３】
従って、物体のバーコードが上を向いていない限り、物体のバーコードがどの方向を向いていたとしても、ボトム読み取り窓１８から出射した光線及びサイド読み取り窓２０から出射した光線によりほとんどのバーコードを読み取ることができる。
図１６は本発明の他の実施例を示す図である。この実施例は、第２のビーム成形手段２８が前の実施例とは異なった位置に配置されている点を除くと、前の実施例と基本的に類似の構成を有する。この実施例では、第２のビーム成形手段２８は、反射鏡４２の穴４２ａに挿入された平凸レンズとして形成されている。つまり、反射鏡４２の穴４２ａは、光分割部材２６からポリゴンミラー３２へ向かう第１の光線成分を通過させるとともに、そこに設けられた第２のビーム成形手段２８は光線のビーム成形を行う機能をもっている。反射鏡４２の穴４２ａの第２のビーム成形手段２８は図２のものと同様の平凸レンズによって形成されることができる。従って、この実施例の作用は前の実施例の作用と同様である。図１７（Ａ）は反射鏡４２を示す斜視図である。
【００４４】
図１７（Ｂ）はこの反射鏡４２の変形例を示す平面図である。反射鏡４２の穴４２ａには同心円状のパターンを有する透過型ホログラムが設けられている。このような透過型ホログラムは透過する光線に対して集光作用があるので、平凸レンズと同様に第２のビーム成形手段２８として機能する。従って、この例の作用は前の実施例の作用と同様である。平凸レンズ及び／又はホログラムは凹面鏡と一体的に成形されてもよく、また凹面鏡とは別個に成形してはめこむようにしてもよい。
【００４５】
図１８は反射鏡４２の変形例を示す図である。この例では、反射鏡４２は平面鏡として形成されるが、同心円状のパターンを有する反射型ホログラムとして形成されており、ポリゴンミラー３２から来た光線を集光させつつ第１の検知器４４（図２）へ向かって反射させる。反射鏡４２の穴４２ａには同心円状のパターンを有する透過型ホログラムが設けられている。従って、この例でも、前の例と同様の作用が得られる。
【００４６】
図１９は本発明の他の実施例を示す図である。この実施例は、第２のビーム成形手段２８が前の実施例とは異なった位置に配置されている点を除くと、前の実施例と基本的に類似の構成を有する。この実施例では、第２のビーム成形手段２８は、光源２２から出射し、光分割部材２６で反射した光線をポリゴンミラー３２に向かって反射させるミラー３４、３６の間に配置された凹レンズ２９として形成される。
【００４７】
図２０は図１９の実施例について第１のビーム成形手段２４及び第２のビーム成形手段２８の作用を示す図である。図５の例と同様に、曲線Ｇは図４の特性と同じである。曲線Ｊは、ＰＢ点におけるビーム径を小さくするために、第１のビーム成形手段２４の設定を変えた場合を示す。曲線Ｇの特性から曲線Ｈの特性への変更は第１のビーム成形手段２４の設定を変えることにより光源２２からの最小ビーム径の部分Ｓまでの距離を短くなるようにすることであり、これは第１のビーム成形手段２４のコリメータレンズ５０の焦点距離ｆの長さを短くすることによって達成される。また、曲線Ｇの特性から曲線Ｊの特性への変更は、アパチャ５２の穴の大きさを変えたり、光源２２とコリメータレンズ５０の間の距離を変えたりすることによっても達成される。
その結果、曲線Ｇ上のＰＳ点は、曲線Ｊ上のＰＳ′点に移動し、ＰＳ点における光線のビーム径が大きくなる。そこで、第２のビーム成形手段２８としての凹レンズ２９により、曲線Ｊの特性から曲線Ｋの特性へ変更し、曲線Ｊ上のＰＳ′点におけるビーム径を曲線Ｋ上のＰＳ″点におけるビーム径へと小さくする。凹レンズ２９は光源２２から出射する光線の最小ビーム径の部分Ｓを遠ざけるような作用を有する。これによって、図２の実施例と同様な作用が得られる。
【００４８】
図２１は本発明の他の実施例を示す図である。この実施例では、第２のビーム成形手段２８が前の実施例とは異なった位置に配置されている点を除くと、前の実施例と基本的に類似の構成を有する。この実施例では、第２のビーム成形手段２８は、光源２２から出射し、光分割部材２６で反射した光線をミラー３６へ向かって反射させるミラー３４として形成される。このミラー３６は凹面鏡として形成される。これによって、図１９の実施例と同様な作用が得られる。
【００４９】
図２２は図２１と類似した実施例を示す図である。この実施例では、第２のビーム成形手段２８は、光源２２から出射し、光分割部材２６で反射した光線をミラー３４を介してポリゴンミラー３２へ反射させるミラー３６として形成される。このミラー３６は凹面鏡として形成される。これによって、図１９の実施例と同様な作用が得られる。
【００５０】
図２３は図２１及び図２２と類似した実施例を示す図である。この実施例では、第２のビーム成形手段２８は、ミラー３４、３６の一方が凹面鏡として形成されたものからなる。そして、ミラー３４、３６の他方はシリンドリカルレンズとして形成され、図８及び図９を参照して説明したようにレーザー光源２２から出射する発散角の異なる光線のうちの一方の光線の発散角を制御するようになっている。
【００５１】
図２４は図２と類似した実施例を示す図である。この実施例では、第２のビーム成形手段２８は、光分割部材２６とミラー３４との間に配置された平凸レンズ３３として形成される。この平凸レンズ３３の作用は図２の第２のビーム成形手段２８としての平凸レンズの作用と同じである。この実施例は、図２の実施例とは逆に、光源２２からボトム読み取り領域Ｅまでの距離が、光源２２からサイド読み取り領域Ｅまでの距離よりも長い場合に有効である。
３６の他方はシリンドリカルレンズとして形成され、図８及び図９を参照して説明したようにレーザー光源２２から出射する発散角の異なる光線のうちの一方の光線の発散角を制御するようになっている。
【００５２】
図２５はさらに他の実施例を示す図である。上記の実施例は光走査装置がボトム読み取り窓１８及びサイド読み取り窓２０を有し、これらの読み取り窓に対して共通の光源２２を使用していた。図２５の実施例においては、光走査装置１０は単一の読み取り窓１８０を有し、共通の光源２２から出射する光線を光分割部材２６によって２つの光線成分に分割し、２つの光線成分を読み取り窓１８０から出射させて、物体を走査するようになっている。第１のビーム成形手段２４が光源２２と光分割部材２６との間に配置され、第２のビーム成形手段２８が光分割部材２６で分割された光線成分の一方の光路に配置される。第１のビーム成形手段２４及び第２のビーム成形手段２８の作用は上記の実施例のものと同様である。
【００５３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、共通の光源から出射し且つ光分割手段によって分割された２つの光線成分のビーム径を小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光走査装置を示す斜視図である。
【図２】本発明の実施例の光走査装置の内部構成を示す略断面図である。
【図３】図２の第１のビーム成形手段を示す拡大図である。
【図４】第１のビーム成形手段を通った光線のビーム径と光源からの距離との関係を示す図である。
【図５】図２の第１のビーム成形手段及び第２のビーム成形手段を用いてビーム成形を行うことを説明する図である。
【図６】第１のビーム成形手段の変形例を示す図である。
【図７】光源の出射光が縦方向と横方向で発散角が異なることを示す図である。
【図８】第１のビーム成形手段の変形例を示す図である。
【図９】第１のビーム成形手段の変形例を示す図である。
【図１０】ボトムミラー群のミラーを示すための光走査装置の本体の下方フレーム及び上方フレームを示す分解図である。
【図１１】図７の下方フレームを示す拡大図である。
【図１２】ボトム読み取り窓から出射する光線を示す図である。
【図１３】サイドミラー群のミラーを示すための光走査装置の本体の下方フレーム及びカバーを示す部分断面図である。
【図１４】カバー内に配置されるミラーフレームに取り付けられたミラーを示す斜視図である。
【図１５】サイド読み取り窓から出射する光線を示す図である。
【図１６】本発明の他の実施例の光走査装置の内部構成を示す略断面図である。
【図１７】図１６の第２のビーム成形手段を含む反射鏡を示す図である。
【図１８】図１７の反射鏡の変形例を示す図である。
【図１９】本発明の他の実施例の光走査装置の内部構成を示す略断面図である。
【図２０】図１９の第１のビーム成形手段及び第２のビーム成形手段を用いてビーム成形を行うことを説明する図である。
【図２１】本発明の他の実施例の光走査装置の内部構成を示す略断面図である。
【図２２】本発明の他の実施例の光走査装置の内部構成を示す略断面図である。
【図２３】本発明の他の実施例の光走査装置の内部構成を示す略断面図である。
【図２４】本発明の他の実施例の光走査装置の内部構成を示す略断面図である。
【図２５】本発明の他の実施例の光走査装置を示す略図である。
【図２６】光源モジュールを示す図である。
【図２７】従来技術を示す図である。
【符号の説明】
１０…光走査装置
１２…本体
１８…ボトム読み取り窓
２０…サイド読み取り窓
２２…光源
２４…第１のビーム成形手段
２６…光分割部材
２８…第２のビーム成形手段
３２…ポリゴンミラー
３４、３６…ミラー
３８…ボトムミラー群
４０…サイドミラー群
４２…反射鏡
４４、４８…検出器
４６…集光子
５０…コリメータレンズ
５２…アパチャ
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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