(57)【要約】【課題】所望の照射プロファイルを生成することが可能な光コードリーダを提供する。【解決手段】照明レンズ（１５）を光源に組み合わせて有する撮像式の光コードリーダであって、第１の方向Ｘにおいて、レンズ（１５）の主面（１６）が、複数の基本領域（１７）を有し、各基本領域（１７）は光源からの入射光の一部分を照明パターンの特定の基本領域に向かって偏向させるように、個々に計算される傾きをリーダの光軸（Ａ‐Ａ）に対して有する。【選択図】図５
2009522628.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの光源（２ａ、２ｂ、Ｓ）と、
所定の照明パターン（Ｈ）を投影する、前記少なくとも１つの光源（２ａ、２ｂ、Ｓ）の下流の少なくとも１つの照明レンズ（３ａ、３ｂ、１５、１９、２４）とを備え、
前記少なくとも１つの照明レンズ（３ａ、３ｂ、１５、１９、２４）は第１の主面（１６、２０、２５）を有する撮像式の光コードリーダ（１）において、
第１の方向（Ｘ）に沿って、前記第１の主面（１６、２０、２５）が複数の基本領域（１７、２１、２６、２７、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、…、Ｌｎ）を有し、
前記少なくとも１つの照明レンズ（３ａ、３ｂ、１５、１９、２４）の前記基本領域（１７、２１、２６、２７、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、…、Ｌｎ）は、このリーダ（１）の光軸（Ａ‐Ａ）に対して個々に計算された傾きをそれぞれ有し、前記基本領域（１７、２１、２６、２７、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、…、Ｌｎ）が前記少なくとも１つの光源（２ａ、２ｂ、Ｓ）からの入射光の各一部分（Φ１、Φ２、Φ３、…、Φｎ）を照明パターン（Ｈ）の特定の基本領域（Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３、…、Ｈｍ）に向かって偏向させるように、前記傾きが計算されていることを特徴とする光コードリーダ（１）。
【請求項２】
請求項１において、前記少なくとも１つの照明レンズ（３ａ、３ｂ、１５、１９）の隣接する基本領域（１７、２１、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、…、Ｌｎ）は、照明パターン（Ｈ）の同一基本領域（Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３、…、Ｈｍ）または照明パターン（Ｈ）の隣接する基本領域（Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３、…、Ｈｍ）を照明するように、個々に計算された傾きを有することを特徴とする光コードリーダ（１）。
【請求項３】
請求項２において、前記少なくとも１つの照明レンズ（３ａ、３ｂ、１５）の基本領域（１７、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、…、Ｌｎ）は曲面状の領域であり、この曲面の曲率半径は前記少なくとも１つの照明レンズ（３ａ、３ｂ、１５）の隣接する基本領域（１７、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、…、Ｌｎ）の間で緩やかに変化していることを特徴とする光コードリーダ（１）。
【請求項４】
請求項２において、前記少なくとも１つの照明レンズ（３ａ、３ｂ）の基本領域（Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、…、Ｌｎ）は平面状の領域であり、隣接する基本領域（Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、…、Ｌｎ）の互いに近接している方の縁部が合致していることを特徴とする光コードリーダ（１）。
【請求項５】
請求項３または４において、基本領域（１７、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、…、Ｌｎ）の密度が、１ミリメート当たり５０個を超える基本領域（１７、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、…、Ｌｎ）数であることを特徴とする光コードリーダ（１）。
【請求項６】
請求項２において、前記少なくとも１つの照明レンズ（３ａ、３ｂ、１９）の基本領域（２１、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、…、Ｌｎ）は平面状の領域であり、前記少なくとも１つの照明レンズ（３ａ、３ｂ、１９）の隣接する基本領域（２１、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、…、Ｌｎ）の互いに近接している方の縁部が合致せずに、これら基本領域（２１、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、…、Ｌｎ）の間に接続面が配置されていることを特徴とする光コードリーダ（１）。
【請求項７】
請求項１において、前記少なくとも１つの照明レンズ（３ａ、３ｂ、２４）の隣接する基本領域（２６、２７、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、…、Ｌｎ）が反対の方向の傾きを有するように、前記照明パターン（Ｈ）の前記特定の基本領域（Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３、…、Ｈｍ）が選択されていることを特徴とする光コードリーダ（１）。
【請求項８】
請求項６または７において、基本領域（２１、２６、２７、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、…、Ｌｎ）の密度が、１ミリメート当たり２個を超える基本領域（２１、２６、２７、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、…、Ｌｎ）数であることを特徴とする光コードリーダ（１）。
【請求項９】
請求項１から８のいずれか一項において、前記照明パターン（Ｈ）の基本領域（Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３、…、Ｈｍ）が等しく照明されるように、前記傾きが計算されていることを特徴とする光コードリーダ（１）。
【請求項１０】
請求項１から８のいずれか一項において、前記照明パターン（Ｈ）の端部の基本領域（Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３、…、Ｈｍ）が、照明パターン（Ｈ）の中間の基本領域（Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３、…、Ｈｍ）よりも照明されるように、前記傾きが計算されていることを特徴とする光コードリーダ（１）。
【請求項１１】
請求項１から１０のいずれか一項において、さらに照準光パターンを生成するように、前記傾きが計算されていることを特徴とする光コードリーダ（１）。
【請求項１２】
請求項１から１１のいずれか一項において、さらに読み取りの結果を報知する光パターンを生成するように、前記傾きが計算されていることを特徴とする光コードリーダ（１）。
【請求項１３】
請求項１から１２のいずれか一項において、このリーダ（１）と前記照明パターン（Ｈ）との間の距離が前記照明パターン（Ｈ）の照射プロファイルに及ぼす影響を最小限にするように、前記傾きが計算されていることを特徴とする光コードリーダ（１）。
【請求項１４】
請求項１から１３のいずれか一項において、さらに、
前記照明パターン（Ｈ）によって照明された光コード支持体が拡散する前記光を受信するように配置された光検出器装置（５）を備え、
前記支持体が一様な拡散特性を有する場合、前記光検出器装置（５）によって受信される前記光が一様な分布を有する照射プロファイルを前記照明パターンが有するように、前記傾きが計算されていることを特徴とする光コードリーダ（１）。
【請求項１５】
請求項１から１４のいずれか一項において、前記少なくとも１つの照明レンズ（３ａ、３ｂ、１５、１９、２４）の前記第１の主面（１６、２０、２５）に対して反対側の第２の主面（１８、２３、２８）が、円柱形状の表面であることを特徴とする光コードリーダ（１）。
【請求項１６】
請求項１から１４のいずれか一項において、前記第１の方向（Ｘ）に直交する第２の方向（Ｙ）に沿って、前記少なくとも１つの照明レンズ（３ａ、３ｂ、１５、１９、２４）の前記第１の主面（１６、２０、２５）に対して反対側の第２の主面（１８、２３、２８）が、複数の第２の基本領域を設けており、
前記第２の基本領域は、それぞれ、前記光軸（Ａ‐Ａ）に対して個々に計算された傾きを有し、前記第２の基本領域のすべてが前記少なくとも１つの光源（２ａ、２ｂ、Ｓ）からの入射光の各一部分を照明パターン（Ｈ）の同一基本領域に向かって偏向させるように、前記傾きが計算されていることを特徴とする光コードリーダ（１）。
【請求項１７】
請求項１から１４のいずれか一項において、
前記第１の方向（Ｘ）に直交する第２の方向（Ｙ）に沿っても、前記第１の主面（１６、２０、２５）が複数の基本領域を設けており、
前記基本領域は、それぞれ、前記光軸（Ａ‐Ａ）に対して個々に計算される傾きを有し、前記基本領域が前記少なくとも１つの光源（２ａ、２ｂ、Ｓ）からの入射光の各一部分をこのリーダ（１）の照明パターン（Ｈ）の特定の基本領域に向かって偏向させるように、前記傾きが計算されていることを特徴とする光コードリーダ（１）。
【請求項１８】
請求項１から１７のいずれか一項において、前記少なくとも１つの照明レンズ（３ａ、３ｂ、１５、１９、２４）の基本領域（１７、２１、２６、２７、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、…、Ｌｎ）がすべて、第１の方向（Ｘ）において同一幅および／または第２の方向（Ｙ）において同一幅を有することを特徴とする光コードリーダ（１）。
【請求項１９】
請求項１から１７のいずれか一項において、前記少なくとも１つの照明レンズ（３ａ、３ｂ、１５、１９、２４）の基本領域（１７、２１、２６、２７、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、…、Ｌｎ）が、第１の方向（Ｘ）における異なる幅および／または第２の方向（Ｙ）における異なる幅を有していることを特徴とする光コードリーダ（１）。
【請求項２０】
請求項１から１９において、前記少なくとも１つの照明レンズ（３ａ、３ｂ、１５、１９、２４）が、このリーダ（１）の光受信装置（４）の少なくとも１つのレンズ（７）と共通の本体（８）に一体化されていることを特徴とする光コードリーダ（１）。
【請求項２１】
請求項１から２０において、視準化されていない光の２つの光源（２ａ、２ｂ）および２つの照明レンズ（３ａ、３ｂ、１５、１９、２４）を備えることを特徴とする光コードリーダ（１）。
【請求項２２】
請求項１から２１に記載した光コードリーダ（１）用の照明レンズ（３ａ、３ｂ、１５、１９、２４）。
【請求項２３】
少なくとも１つの光源（２ａ、２ｂ、Ｓ）を備えた光コードリーダ（１）において使用する照明レンズ（３ａ、３ｂ、１５、１９、２４）の製造方法であって、
レンズ（３ａ、３ｂ、１５、１９、２４）の１よりも大きいｎ個の基本領域（１７、２１、２６、２７、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、…、Ｌｎ）を、少なくとも１つの方向（Ｘ、Ｙ）に沿って画定する工程と、
照明パターン（Ｈ）の１よりも大きいｍ個の基本領域（１７、２１、２６、２７、Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３、…、Ｈｍ）を画定する工程と、
照明パターン（Ｈ）の各基本領域（Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３、…、Ｈｍ）に対して、レンズ（３ａ、３ｂ、１５、１９、２４）の少なくとも１つの基本領域（１７、２１、２６、２７、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、…、Ｌｎ）の傾きをそれぞれ計算する工程であって、レンズ（３ａ、３ｂ、１５、１９、２４）の前記少なくとも１つの基本領域が前記少なくとも１つの光源（２ａ、２ｂ、Ｓ）からの光の一部分（Φ１、Φ２、Φ３、…、Φｎ）を照明パターン（Ｈ）の当該基本領域（Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３、…、Ｈｍ）に向かって偏向させるように、前記傾きを計算する工程と、
それぞれ計算した傾きを各基本領域（１７、２１、２６、２７、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、…、Ｌｎ）に有するレンズ（３ａ、３ｂ、１５、１９、２４）を製造する工程とを備えた照明レンズ製造方法。
【請求項２４】
請求項２３において、前記少なくとも１つの方向（Ｘ、Ｙ）は単一の方向（Ｘ）であり、レンズ（３ａ、３ｂ、１５、１９、２４）の前記基本領域（１７、２１、２６、２７、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、…、Ｌｎ）が帯状であることを特徴とする照明レンズ製造方法。
【請求項２５】
請求項２３において、前記少なくとも１つの方向（Ｘ、Ｙ）が２つの方向（Ｘ、Ｙ）であり、レンズ（３ａ、３ｂ、１５、１９、２４）の前記複数の基本領域（１７、２１、２６、２７、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、…、Ｌｎ）が、基本領域（１７、２１、２６、２７、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、…、Ｌｎ）の二次元のアレイを備えたことを特徴とする照明レンズ製造方法。
【請求項２６】
請求項２３から２５のいずれか一項において、さらに、
照明パターン（Ｈ）の照射プロファイル（Ψ１、Ψ２、Ψ３、…、Ψｍ）を予め定める工程を備え、
照明パターン（Ｈ）の各基本領域（Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３、…、Ｈｍ）に対して傾きを計算する工程に関連するレンズ（３ａ、３ｂ、１５、１９、２４）の基本領域（１７、２１、２６、２７、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、…、Ｌｎ）の数が、照明パターン（Ｈ）の前記基本領域（Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３、…、Ｈｍ）に偏向させられる合計の光（Ψ１、Ψ２、Ψ３、…、Ψｍ）が前記所定の照射プロファイル（Ψ１、Ψ２、Ψ３、…、Ψｍ）に一致するような数である照明レンズ製造方法。
【請求項２７】
請求項２３から２６のいずれか一項において、さらに、
前記レンズ（３ａ、３ｂ、１５、１９）の隣接する基本領域（１７、２１、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、…、Ｌｎ）の傾きの差異が所定のしきい値未満であるようにする工程を備えた照明レンズ製造方法。
【請求項２８】
請求項２３から２６のいずれか一項において、さらに、
隣接する基本領域（２６、２７、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、…、Ｌｎ）の傾きが反対向きであるようにする工程を備えた照明レンズ製造方法。
【請求項２９】
請求項２３から２８のいずれか一項において、
前記少なくとも１つの光源（２ａ、２ｂ、Ｓ）の照射プロファイル（Φ１、Φ２、Φ３、…、Φｎ）を決定する予備的な工程を備え、
レンズの各基本領域によって偏向させられる光の各一部分が、前記少なくとも１つの光源（２ａ、２ｂ、Ｓ）の前記照射プロファイル（Φ１、Φ２、Φ３、…、Φｎ）の関数として計算される照明レンズ製造方法。
【請求項３０】
請求項２３から２９のいずれか一項において、前記レンズ（３ａ、３ｂ、１５、１９、２４）を製造する工程が、レンズ（３ａ、３ｂ、１５、１９、２４）を射出成型する照明レンズ製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光コードリーダ、このリーダ用の照明レンズ、およびこのレンズの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
公知のとおり、光コードは、色で符号化され、さらに随意により複数の要素の数および相対サイズで符号化された情報である。例えば、バー式の線形な光コードは、典型的には黒色であるバーと典型的には白色であるすき間とが交替する並びを有する。これらバーとすき間は、それぞれ、基本幅の倍数の幅を有する。二次元コードは、一定の形状およびサイズの要素からなる格子を有する。この要素は、２つ以上の異なる色を有する。いかなる場合においても、英数字全般も、本明細書および添付の特許請求の範囲において使用される用語「光コード」に包含される。
【０００３】
一般に、光コードリーダは、照明パターンを光コードに照射する１つ以上の光源および照明光学系と、照明された光コードによって拡散される光を検出し、光コードの要素の色およびサイズを振幅および位相によって表わしている電気信号を生成する手段とを有する。
【０００４】
本明細書および添付の特許請求の範囲において、用語「光（light）」は、可視のスペクトルの電磁放射だけでなく、可視のスペクトルに使用できる光学的技法によって扱われる波長の電磁放射も意味して広い意味で使用される。したがってＵＶおよびＩＲの領域も含まれる。
【０００５】
電気信号は、例えばフィルタ、増幅器、およびデジタイザによって適切に処理されて、光コードの２値表現が得られる。この２値信号は、次に読み出した特定の光コードに関連する情報を得るためにデコードされる。光コードの読み出しの一部、典型的にはデコードを、ホストプロセッサに委ねることができる。
【０００６】
より具体的には、本発明は撮像式の光コードリーダに関する。この撮像式では、コードの全体または線形コードの幅全体が同時に照明され、照明された光コードの全体によって拡散される光が、一次元式（一次元の光コードの場合）またはマトリクス式（二次元の光コードの場合）の光検出器装置またはセンサによって収集および検出される。
【０００７】
良好な読み取り結果を得るためには、撮像リーダにおける照明パターンが、明確に画定された形状を有する必要がある。さらに、撮像リーダにおいては、電気信号が、例えば使用される照明源の放射特性に起因する光コードの種々の領域の照射の非一様性によって影響されてはならず、また、例えば光コードによって拡散される光が照明する場所における角度が異なることによって生じるセンサの種々の感受領域間の応答の非一様性によって影響されてもならない。
【０００８】
したがって、このような非一様性を補正する照明光学系を光源に組み合わせることが知られている。
【０００９】
一次元の光コードに対する公知の解決策においては、負レンズもしくは正レンズのほかに、レンチキュラアレイ、ホログラフィック拡散器、およびプリズムアレイを挙げることができ、レンチキュラアレイ、ホログラフィック拡散器、およびプリズムアレイは、例えば特許文献１に記載されている。これらの解決策はすべて、入射光ビームを所定の角度で所望の方向にのみ拡散させることができるマイクロ構造の局所的な繰り返しを備えている。これにより、２つの光源の放射ローブは重ね合わせられることができ、照明線の一様性を向上させ、走査線の外観を改良することができる。
【特許文献１】米国特許第５，５０４，３１７号明細書
【００１０】
上述の公知の解決策においては、一様な強度の照明パターンが、リーダの全体的な効率の低下と引き換えにしてもたらされている。なぜなら、図１５のように、典型的にはリーダの受信光学系によって実際に撮像される領域よりもはるかに大きな領域が照明されるからである。この図１５は、最適な焦面上であって、従来の光学系１０１ａ、１０１ｂがそれぞれ組み合わせられた２つのＬＥＤ（発光ダイオード）光源１００ａ、１００ｂが接近している読み取り範囲における放射プロファイル、ならびにその受信光学系の視野１０２との関係を図式的に示す。また、この図から、光源１００ａ、１００ｂが接近した読み取り範囲においてリーダの効率は低く、読み取り線の一様性が不十分である点に注目できる。さらには、すべての読み取り距離において、照明線の側縁が明確に画定されておらず、したがってリーダの操作者は、読み取り領域の角度の広がりを明確に知ることができない。
【００１１】
特許文献２は、細い帯状の照明線であって、帯の端部の照明が中央の照明よりも強い照明線を得るために、リーダに対して所定の位置に配置された光コードに平行な方向において集光するレンズまたはレンズ部、ならびに光コードに直角な方向において集光するレンズまたはレンズ部に、１対のＬＥＤ（発光ダイオード）を組み合わせることを教示する。コードに平行な方向に集光する各レンズまたは各レンズ部が、曲率半径の異なる２つの領域を呈している。この文献は、別の実施形態において、単一のＬＥＤと、中央部において凹状で、２つの側方領域において凸状であり、端部に向かうにつれて曲率半径が緩やかに減少しているレンズまたはレンズ部とを備える。この場合にも、リーダの受信光学系によって実際に撮像される領域よりも極めて大きい領域が照明されている。
【特許文献２】英国公開特許第２，２２５，６５９号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明の技術課題は、撮像式の光コードリーダにおいて、光コードの効率的な照明を可能にすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明によれば、このような課題が撮像式の光コードリーダによって解決され、このコードリーダは、少なくとも１つの光源と、所定の照明パターンを投影する前記少なくとも１つの光源の下流の少なくとも１つの照明レンズとを備え、前記少なくとも１つの照明レンズが第１の主面を有する。この撮像式の光コードリーダにおいて、前記第１の主面が第１の方向に並んだ複数の基本領域を有し、前記少なくとも１つの照明レンズの前記基本領域は、それぞれ、当該リーダの光軸に対して個々に計算された傾きを有し、この傾きは、該基本領域が前記少なくとも１つの光源からの入射光の一部分を照明パターンの特定の基本領域に向かって偏向させるように計算されることを特徴とする。
【００１４】
このようにして、レンズの１つ以上の基本領域を、照明パターンの各基本領域に関連付けて、照明パターンのすべての基本領域においてそれぞれ所望の光強度を得ることができる。これにより、上述の非一様性を最適な方法で補正する照射プロファイルを生成することができる。
【００１５】
照明レンズが、リーダの受信光学系によって画定されたリーダの光軸に対してほぼ直角、すなわち光コードにほぼ対向している場合には、第１の方向は、典型的には、コードの方向に平行である。反対に、照明レンズがリーダの光軸に対して斜めに配置されている場合、第１の方向は、光コードの方向に平行ではない。
【００１６】
いくつかの実施の形態においては、照明レンズの隣り合う基本領域は、照明パターンの同一基本領域または照明パターンの隣り合う基本領域を照明するように、個々に計算された傾きを有する。
【００１７】
このようにして、照明パターンにおいて必要とされる照射プロファイルがほぼ一様である場合には、照明レンズの隣り合う基本領域は、同一方向の傾きを有し、かつ傾きの差が小さい。
【００１８】
さらに詳細には、一実施形態においては、照明レンズの基本領域は湾曲した領域であり、曲率半径は隣り合う基本領域間で徐々に変化している。
【００１９】
別の実施形態においては、照明レンズの基本領域は平坦な領域であり、照明レンズの隣り合う基本領域の近い方の縁部が一致している。
【００２０】
このようなレンズの連続的なプロファイルは、射出成型のような低コスト技法で容易に製造される。
【００２１】
上述の実施形態において、基本領域の密度は、好ましくは１ミリメートル当たり５０個を超える数の基本領域、より好ましくは１ミリメートル当たり１００個を超える数の基本領域である。
【００２２】
別の実施形態においては、照明レンズの基本領域は平坦な領域であり、隣り合う基本領域の近い方の縁部が一致しておらず、これら基本領域の間には接続面が配置されている。
【００２３】
このようにして、レンズは、第１の方向において、レンズの全幅にわたって、巨視的にはほぼ一定の厚みを有する。
【００２４】
別の実施形態においては、照明レンズの隣り合う基本領域が反対の方向の傾きを有するように、照明パターンの特定の基本領域が選択される。
【００２５】
このようにして、やはり、レンズは、第１の方向において、レンズの全幅にわたって、巨視的にはほぼ一定の厚みを有し、かつ射出成型のような低コスト技法で容易に製造される。
【００２６】
上述の実施形態において、基本領域の密度は、好ましくは、１ミリメートル当たり２個を超える数の基本領域、より好ましくは１ミリメート当たり５個を超える数の基本領域、さらにより好ましくは、１ミリメート当たり１０個を超える数の基本領域である。
【００２７】
典型的には、照明パターンの基本領域が等しく照明されるように傾きが計算される。
【００２８】
代わりに、照明パターンの端部の基本領域が照明パターンの中央の基本領域よりも強く照明されるように傾きが計算される。
【００２９】
さらに、照準光パターンを好ましくは照明パターンの端部の領域に生成するように、かつ／または読み取りの結果を報知する光パターンを生成するように、傾きを計算してもよい。
【００３０】
好ましくは、リーダから照明パターンまでの距離がこの照明パターンの照射プロファイルにもたらす影響を最小にするように傾きが計算される。
【００３１】
典型的には、前記照明パターンによって照明された支持体で拡散された前記光を受信するように構成された光検出器装置をリーダはさらに有する。有利な実施形態では、前記支持体が一様な拡散特性を有する場合、受信光学系を介して前記光検出器装置によって受信される前記光が一様な分布を有する照射プロファイルを前記照明パターンが有するように、前記傾きが計算される。
【００３２】
このようにして、光検出器装置によって生成される電気信号は、光コードの要素の反射率に応じて一意に変調された強度を呈する。
【００３３】
一次元リーダの場合には、光コードに直交する方向に照明光を集中させて細い照明線を形成するために、第１の特に簡潔な実施形態においては、前記照明レンズの第１の主面と反対側の第２の主面が、円柱形状の表面である。
【００３４】
他の実施形態においては、前記第１の方向に直交する第２の方向において、前記レンズの第１の主面と反対側の第２の主面が、複数の第２の基本領域を呈しており、これら第２の基本領域は、それぞれ、個々に計算された傾きを前記光軸に対して有する。この傾きは、第２の基本領域のすべてが前記少なくとも１つの光源からの入射光の一部分を照明パターンの同一基本領域に偏向させるように計算される。
【００３５】
このようにして、従来のレンズにおいて代わりに存在する球面収差の寄与が低減されるため、従来の円柱形のレンズによって生成される帯状の照明パターンに比べて、帯形状の長手方向縁部がより明確かつより顕著である帯状の照明パターンを得ることが可能である。
【００３６】
二次元の照明パターンを生成するために、例えば照準用および／もしくは読み取り結果報知用の一次元リーダの場合において、または二次元のリーダの場合において、基本領域の規則的な二次元配置がレンズ上に形成されてもよい。各基本領域は、所望の二次元の照明パターンに従って計算された傾きをそれぞれ有する。換言すると、前記第１の方向に直交する第２の方向においても、前記第１の主面は複数の基本領域を呈することができ、これらの基本領域は、それぞれ、前記光軸に対して個々に計算された傾きを有し、この傾きは、基本領域が前記少なくとも１つの光源からの入射光の一部分を当該リーダの照明パターンの特定の基本領域に向かって偏向させるように計算される。
【００３７】
前記少なくとも１つの照明レンズの基本領域がすべて、第１の方向において同一幅および／または第２の方向において同一幅を有してもよい。あるいは、照明パターンにさらなる自由度をもたらすために、第１の方向において異なる幅および／または第２の方向において異なる幅を有してもよい。
【００３８】
有利な実施形態では、前記少なくとも１つの照明レンズが、当該光コードリーダの光受信装置の少なくとも１つのレンズと、共通の本体に一体化される。
【００３９】
典型的には、リーダは、視準化されていない光の２つの光源および２つの照明レンズを有する。
【００４０】
本発明は、その第２構成において、上述の構成の１つ以上を有する光コードリーダ用の照明レンズに関する。
【００４１】
本発明は、その第３構成において、少なくとも１つの光源を備えた光コードリーダにおいて使用するためのレンズの製造方法であって、
・レンズの複数（ｎ個）の基本領域を、少なくとも１つの方向に並べて画定する工程と、
・照明パターンの複数（ｍ個）の基本領域を画定する工程と、
・照明パターンの各基本領域に関して、レンズの少なくとも１つの基本領域の傾きをそれぞれ計算する工程であって、レンズの該少なくとも１つの基本領域が前記少なくとも１つの光源からの光の一部分を照明パターンの当該基本領域に向かって偏向させるように、前記傾きを計算する工程と、
・各基本領域にそれぞれ計算した傾きを有するレンズを製造する工程とを備えたレンズ製造方法に関する。
【００４２】
本発明のレンズに関してすでに検討したとおり、前記少なくとも１つの方向は、単一の方向であってもよく、その場合には、レンズの前記基本領域が帯状である。あるいは、前記少なくとも１つの方向は、２つの方向であってよく、レンズの前記複数の基本領域が、基本領域の規則的な二次元のアレイを備える。
【００４３】
好ましくは、この方法は、さらに、照明パターンの照射プロファイルを予め定める工程を備え、照明パターンの各基本領域について傾きを計算する工程におけるレンズの基本領域の数は、照明パターンの当該基本領域に偏向させられる合計の光が前記所定の照射プロファイルに一致するような数である。
【００４４】
この方法は、さらに、隣り合う基本領域の傾きの差異が所定のしきい値未満であるようにする工程を備える。
【００４５】
代わりに、この方法は、さらに、隣り合う基本領域の傾きが反対向きであるようにする工程を備える。
【００４６】
好ましくは、この方法は、前記少なくとも１つの光源の照射プロファイルを決定する予備的な工程を備え、レンズの各基本領域によって偏向させられる光の一部分が、前記少なくとも１つの光源の前記照射プロファイルの関数として計算される。
【００４７】
好ましくは、レンズを製造する工程が、レンズを射出成型する工程を備える。
【００４８】
本発明によるリーダの上記およびその他の構成および利点が、添付の図面（単に限定されない例として示されている）を参照して、本発明のいくつかの実施形態についての以下の詳細な説明から、さらに明確になるであろう。図面は、図式的な表現であり、種々の構成部品を塗り潰している斜め線は、あくまでそれらの互いの区別を良好にするために使用されているにすぎず、断面を表わすものでも、構成材料を表わすものでもない。さらに、いくつかの構成要素が、あたかも透明であるかのように示されているが、単に背後の構成要素をよりよく示すためである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４９】
図１および２に、本発明による光コードリーダ１が、概略的に示されている。
【００５０】
リーダ１は、ほぼ平行六面体の形状を有し、実際的な実施形態において、その寸法は、おおよそ21.5mm×17.5mm×12.5mmの範囲内であってよく、すなわち5000ｍｍ３未満の体積の範囲内であってよい。
【００５１】
リーダ１は、一次元光コード用の撮像リーダであり、２つのＬＥＤ光源２ａ、２ｂと、ＬＥＤ光源２ａ、２ｂによって放射された光を照明パターンに投影する２つのレンズ３ａ、３ｂを有する照明光学系と、照明パターンによって照明された一次元光コードが拡散させた光を、線形光検出器装置（一次元光検出装置）すなわちセンサ５に集める受信光学系４とを備える。
【００５２】
ＬＥＤ光源２ａ、２ｂは、それぞれセンサ５の両側方において、共通のプリント回路基板（ＰＣＢ）６上に取り付けられている。この回路基板６はリーダ１の後面を形成している。共通のＰＣＢ６は、好ましくは、フィルタおよびアナログ増幅器など、線形センサ５によって出力された信号の前処理を行う前工程（フロントエンド）の電子機器と、適切に前処理された信号をデジタル信号に変換するアナログ‐デジタル変換器とをさらに備える。リーダ１は、電子部品を備える第２のＰＣＢ（図示せず）をさらに備えることができる。この電子部品は、リーダ１を制御し、共通のＰＣＢ６によって生成されたデジタル信号を処理し、デコードおよび／またはホストプロセッサとのやり取りを行うものである。
【００５３】
しかしながら、共通のＰＣＢ６は、リーダの底壁に平行に配置され（例えば、リーダの底壁に取り付けられる）、投光および受光の経路に光を偏向させる斜めの鏡が設けられてもよいことを、理解すべきである。
【００５４】
リーダ１において、照明光学系３ａ、３ｂのレンズ、および受信光学系のレンズ７は、リーダ１の前面を形成する共通の本体８に設けられているが、３つのレンズ３ａ、３ｂ、７は、別個の要素であってもよい。
【００５５】
共通の本体８は、本出願と同一の出願人による本出願と同一出願日の”Optical code reader（光コードリーダ）”という発明の名称の特許出願により良好に記載されているように、共通のＰＣＢ６に対してスライドするフレーム９に取り付けられている。しかし、この代わりに、リーダ１の内部構造が固定されていてもよい。なお、上記特許出願は、ここでの言及によって、本明細書に組み込まれたものとする。
【００５６】
フレーム９は、３つの別個のチャンバを物理的および光学的に画定する。これらチャンバは、受信光学系４およびセンサ５を有する中央受信チャンバ１０と、光源２ａ、２ｂおよび照明光学系３ａ、３ｂを有する両側方の照明チャンバ１１ａ、１１ｂとである。
【００５７】
共通の本体８は、プラスチック材料で射出成型によって作成されてもよく、隣接するレンズからの光ビームの透過を防止するために、受信光学系のレンズ７と照明光学系の２つのレンズ３ａ、３ｂとの間に、例えばしわ状の拡散領域、または不透明領域１２ａ、１２ｂが２つ形成されてもよい。代わりに、共通の本体８が、２つのプラスチック材料の同時成型によって作製されてもよい。これら２つの材料は、レンズ３ａ、３ｂ、７用の透明な材料、およびレンズ間の前記中間領域１２ａ、１２ｂ用の不透明な材料である。図４に示す共通の本体８の実施形態においては、先述した拡散領域または不透明領域１２ａ、１２ｂに代わって、受信光学系４のレンズ７の周囲の透明領域１２ｃが用いられ、この透明領域１２ｃが、相応の方法で形成されたフレーム９の壁によって遮られる。
【００５８】
共通の本体８の縁部の壁は、好ましくは、図４にハッチングで図式的に示したように、周囲の環境からの側光の進入を防止するように不透明にされている（例えば、暗くされ、あるいは拡散性となるように処理されている）。
【００５９】
上述のレンズ７のほかに、受信光学系４は、共通の本体８に近接した位置においてフレーム９に取り付けられたダイアフラム１３と、フレーム９に取り付けられた１つ以上のレンズを含む光学グループ１４とを備える。
【００６０】
明るさを増すために、各光源２ａ、２ｂが、ＬＥＤのアレイを備えてもよい。ＬＥＤの代わりとして、光源２ａ、２ｂは、レーザダイオード（ＬＤ）もしくは垂直共振器面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）、またはこれらの組み合わせであってもよい。
【００６１】
また、フレーム９をリーダ１の片側に位置するように設けることによって、単一の照明チャンバにしてもよい。この場合、単一のＬＥＤ、ＬＤ、もしくはＶＣＳＥＬ光源、またはこのような光源からなる単一のグループが、単一の照明レンズに組み合わせられる。
【００６２】
図示の一次元リーダ１の場合には、照明パターンは、本質的には照明線つまり直線状である。したがって、２つのレンズ３ａ、３ｂは、光源２ａ、２ｂによって放射された光を一方向（バーコードの場合には、コードのバーおよびすき間に対して直角な方向）に拡散させる機能、および光源２ａ、２ｂによって放射された光を、光の拡散の方向に直角な方向（すなわち、バーコードのバーおよびすき間に平行な方向、つまり一次元光コードが一定である方向）に集光させる機能を実行する必要がある。
【００６３】
本発明によれば、図５〜１０を参照してさらに詳しく後述されるとおり、局所的に画定されたプロファイルを有するレンズによって、上記機能が達成される。図５〜１０は、参照符号１５、１９、および２４で指示されているレンズ３ａの種々の実施形態（レンズ３ｂも同様）を示すものである。
【００６４】
以下の説明において、図２に示したリーダの構成を参照する。レンズ３ａ、３ｂがリーダ１の光軸Ａ‐Ａ（受信光学系４の光軸に一致している）に対してほぼ直角に配置されており、これにより、レンズ３ａ、３ｂは、光コードを受信することを目的としている平面にほぼ平行に配置されている。このような構成においては、光を拡散させるべき方向（第１の方向Ｘとして示されている）が、レンズ３ａ、３ｂ自体の方向のうちの１つに平行である。
【００６５】
しかしながら、後述の内容が、レンズが光軸Ａ‐Ａに対して斜めに配置される（典型的には、お互いに向かって収束する）場合にも、単にそのような角度がレンズの全体を通過する光学的な光の経路に一様な影響をもたらすことを考慮するだけで当てはまることを、理解すべきである。
【００６６】
光を第１の方向Ｘに拡散させる機能は、第１の面（それぞれ、１６、２０および２５）に、複数の基本領域（それぞれ、１７、２１ならびに２６および２７）を第１の方向Ｘに形成することによって達成される。ここで、各基本領域は、それ自体の固有の独立した傾きをリーダ１の光軸Ａ‐Ａに対して有するものである。この傾きは、上述のように、リーダ１の場合に、第１の面１６、２０、２５に対してほぼ直角である。第１の面１６、２０および２５は、好ましくは、リーダ１の内側を向いている面である。
【００６７】
したがって、レンズ１５、１９および２４の各基本領域１７、２１ならびに２６および２７は、入射する光を、特定の角度に応じて偏向させる。この特定の角度は、レンズ１５、１９および２４のその他の基本領域１７、２１ならびに２６および２７による光の偏向の角度とは別個独立である。
【００６８】
図５および６に示したレンズ１５においては、基本領域１７は、湾曲した領域である。ここで、光軸Ａ‐Ａに対する傾きは、光軸Ａ‐Ａと基本領域１７の中央点の法線との間の角度として理解されるべきである。
【００６９】
曲率半径が、複数の基本領域１７の間で緩やかに変化している。これにより、レンズ１５は、実際のところ、基本領域１７の高い密度と相俟って、ほぼ連続的なプロファイルを有する。ここで、単一の基本領域１７は裸眼で識別されることができない。
【００７０】
図５および６では、説明を目的としているため基本領域１７の数は少なく図示されている。現実の実施形態においては、この実施形態によるレンズは、基本領域を極めて高い密度（好ましくは、１ミリメートル当たりに少なくとも５０個）を有する。
【００７１】
代わりに、レンズ１５の基本領域１７は平坦な領域であってもよく、隣り合う基本領域１７の近い方の縁部が一致する。
【００７２】
連続的なプロファイルのレンズ１５、または平坦な基本領域１７を有する変形例のレンズは、射出成型のような低コストの技法によって容易に製作される。プロファイルが連続的であるために、レンズ１５は大きく変化する厚みを有しており、レンズ１５の一部分において比較的厚みが大きい。
【００７３】
一方、図７および８のレンズ１９は、第１の方向Ｘの全幅にわたり、巨視的にはほぼ一定の厚みを有する。このようなほぼ一定の厚みは、平坦な隣り合う基本領域２１の近い方の縁部が一致せずに、２つの接続面２２によって接続されることによってもたられている。
【００７４】
レンズ１９は、レンズを複製するマスターとして使用するためのネガを製作する高度な技法によって製作されるのに十分に適している。高度な技法としては、レーザエッチング、反応性イオンエッチング、電子ビームスクライビングなどの技法が該当する。レンズは、次に、プラスチック樹脂の熱エンボス加工によって複製される。一方で、射出成型の場合には、接続面２２は、レンズ１９の平面に対して完全に垂直な面上に製作されることはできない。接続面２２は、これよりもむしろ、小さいが確実な金型抜き勾配が形成されていなければならない。したがって、小さいが、確実に光学的には機能しない、すなわちいかなる場合も非効率な領域が、レンズ１９に形成される。
【００７５】
図７および８においても、説明を目的として少数の基本領域２１が図示されているにすぎず、現実的な実施形態においては、この実施形態によるレンズの基本領域の密度は、好ましくは１ミリメートル当たりに少なくとも２つである。
【００７６】
図９および１０のレンズ２４は、一方向に傾けられた基本領域２６を、反対の方向に傾けられた基本領域２７と交互に有しており、基本領域２６および２７の特定の傾きは、やはり個々に定められている。
【００７７】
隣り合う基本領域２６、２７の近い方の縁部は合致しており、巨視的には、レンズ２４は、接続面の必要なく、ほぼ均一な厚みを呈している。しかしながら、レンズ１５および１９に比べて、焦面からの読み取り距離が変化するにつれて性能がより早期に悪化する。
【００７８】
この実施形態においても、基本領域２６、２７の密度は、好ましくは１ミリメートル当たりに少なくとも２つである。
【００７９】
上述のように、レンズ１５、１９、および２４の各実施形態においては、基本領域１７、２１、ならびに２６および２７が、基本領域に入射する光を、基本領域の軸Ａ‐Ａに対する傾きによってのみ与えられる角度に応じて偏向させる。
【００８０】
再び図２を参照して、所望の照射プロファイルを有する所望の照明パターンにＬＥＤ光源２ａ、２ｂからの光を投影するように、レンズ３ａ、３ｂが設計されることができる。実際、本発明のレンズは、レンチキュラもしくはプリズムアレイのような反復性の制約、またはホログラフィック拡散器における反復性の制約を有しておらず、さらに、円柱レンズ、円環レンズもしくは球面レンズのような対称性の制約も有していない。
【００８１】
例えば、明確に画定された側縁部を有するほぼ矩形の照射プロファイルを得ることが可能である。このような矩形の照射プロファイルによって、従来技術を説明した上述の図１５と本発明のレンズ３ａおよび３ｂの使用を説明する類似の図１１との間の比較から明らかであるとおり、読み取り領域をリーダ１の操作者にとってよりよく認識できるようにするとともに、受信光学系の視野２９全てかつこの視野２９のみを照明できるため、光学的な効率が最大になる。
【００８２】
さらに、リーダ１と光コードとの間の距離が変化するときに一様性が可能な限り変化しない照明線を得るために、２つのレンズ３ａ、３ｂのそれぞれが、奇対称性を有するシグモイド関数によって記述される照射プロファイルを適切に生成する必要があることが、知られている。これは、本質的には、斜辺が変曲点を呈している変形三角関数であり、従来技術のレンズでは得ることが困難な関数である。他方で、２つのレンズ３ａ、３ｂが、直角三角形の照射プロファイルを生成するならば、リーダ１と光コードとの間の距離が減少するにつれて、三角形のプロファイルが互いに離れ、照明パターンの中央があまり照明されなくなると考えられる。本発明のレンズの局所的に画定されたプロファイルによって、上述の奇対称性シグモイド関数のプロファイルなどを含む、任意の所望の照射プロファイルを得ることが可能である。
【００８３】
さらに、本発明の局所的に画定されたプロファイルによって、使用される光源の放射特性に起因する照明の非一様性（典型的には、ＬＥＤ光源の場合のマイクロチップのボンディングワイヤに対応する中央の暗い領域など）の補償が可能であることを、理解できるであろう。結像タイプである従来技術の典型的な光学系（円柱レンズ、円環レンズ、および球面レンズ）においては、このような中央の暗い領域が照明パターンに投影されるが、本発明のレンズは、その構成ゆえに非結像タイプであるため、そのような中央の暗い領域が照明パターンに投影されない。
【００８４】
さらに、本発明の局所的に画定されたプロファイルによって、センサ５の感受領域間の応答の非一様性（例えば、光コードによって拡散された光の照明角度が異なることによって生じる）を、単純に光信号が弱くなると考えられる領域をより強く照明するようにし、特には図１２に示すように照明線の縁部において照明をより強くするだけで、補償することが可能である。
【００８５】
照明線の縁部を特に強調することができ、または該縁部の端点の隣に２つのスポットすなわちセグメントを生成することができる。これが、リーダ１の操作者にとってポインタとなる。
【００８６】
さらに、典型的にはＬＥＤ照明光源２ａ、２ｂの色とは異なる色の別のＬＥＤ光源（図示せず）と組み合わせて、光コードの読み取りの結果を報知する光パターンを形成するように、レンズの面１６、２０、２５の一部分を割り当てることが可能である。
【００８７】
また、２つの照明レンズ３ａ、３ｂの一方を照明パターンの生成に割り当て、他方を、照準光パターンおよび／または読み取り結果を報知する光パターンの形成に割り当てることも可能である。
【００８８】
図１３を参照して、レンズ１５、１９、２４の基本領域１７、２１、２６〜２７の傾きを計算する手順を、以下に説明する。
【００８９】
まず、レンズのｎ個の基本領域Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、…、Ｌｎが、第１の方向Ｘにそって画定される。レンズの各部つまりこれら各基本領域Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、…、Ｌｎに、光源Ｓによって放射される光束の一部分Φ１、Φ２、Φ３、…、Φｎが対応する。光束の各一部分Φ１、Φ２、Φ３、…、Φｎを、すべてが互いに等しく、光源Ｓによって放射される全光束のｎ分の１に等しいと考えることができるが、好ましくは、光源Ｓの第１の方向に沿った照射プロファイルΦ（Ｘ）が実際には考慮され、便宜上、Φ（α）として表現することができる（αは、光軸Ａ‐Ａからの放射の角度である）。
【００９０】
次に、照明パターンＨが、ｍ個の基本領域に分割され、必須ではないが好ましくは、ｍ＜ｎである。所望の照明プロファイルが、ｍ個の基本領域のそれぞれに入射すべき光束の一部分Ψ１、Ψ２、Ψ３、…、Ψｍとして表現される。光束の一部分Ψ１、Ψ２、Ψ３、…、Ψｍはそれぞれ、光源Ｓからの部分光束Φ１、Φ２、Φ３、…、Φｎのうちの最大のもの以上である。
【００９１】
関係β（Ψ）が以下のように求められ、βは、レンズのｎ番目の部位による屈折の角度である。
【００９２】
レンズの第１の基本領域Ｌ１の傾きが、屈折の法則に従って最初に計算される。ここで、屈折角β１が、部分光束Φ１を照明パターンの第１の基本領域Ｈ１（光束Ψ１を必要としている）に偏向させるという条件である。Φ１がΨ１に等しいか、または十分に近い場合、この手順が、照明パターンの第２の基本領域Ｈ２について続けられる。
【００９３】
一方、Φ１がΨ１よりも小さい場合には、屈折の法則に従ってレンズの隣の（第２の）基本領域Ｌ２の傾きを計算して、レンズの第２の基本領域Ｌ２における光束Φ２も、照明パターンの第１の基本領域Ｈ１に偏向させられている。この手順が、照明パターンの第１の基本領域Ｈ１において必要とされる光束が達成または十分に近似されるまで（例えば、Φ１＋Φ２＝Ψ１）、レンズの隣の基本領域Ｌｘについて選択的に続けられる。
【００９４】
いったん第１の基本領域Ｈ１において必要とされる光束Ψ１に達すると、この手順が、第２の基本領域Ｈ２において続けられ、照明パターンの第２の基本領域において必要とされる光束Ψ２の値に達するまで、レンズの次の基本領域Ｌ３、・・・の光束Φ３・・・が、第２の基本領域に偏向させられる。
【００９５】
この手順が、照明パターンのすべての基本領域Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３、…、Ｈｍについて繰り返される。
【００９６】
一般に、照明パターンにおいて必要とされる各光束の一部分Ψ１、Ψ２、Ψ３、…、Ψｍは、屈折の法則に基づいてそれぞれ計算される適切な角度βｘによって偏向させられる、光源Ｓからの１つ以上の寄与Φｘの合計に相当する。したがって、光源Ｓの放射の角度αとレンズの屈折角βとの間の関係α（β）が不連続点ごとに生成される。これによって、最初の光束分布Φ（α）の照明パターンＨへの「マッピング」が可能になる。
【００９７】
レンズの基本領域Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、…、Ｌｎが、照明パターンＨのすべての基本領域Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３、…、Ｈｍについて計算する前に終わってしまう場合や、反対に、照明パターンのすべての基本領域Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３、…、Ｈｍの計算終了後に、レンズの基本領域Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、…、Ｌｎが残ってしまう場合には、上記手順を、数ｍまたは数ｎを変更して繰り返すことができ、あるいはレンズの個々の基本領域Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、…、Ｌｎのサイズまたは照明パターンＨの基本領域Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３、…、Ｈｍのサイズを変更して繰り返すことができる。
【００９８】
照明パターンＨのそれぞれの基本領域Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３、…、Ｈｍのサイズを繰り返し調節することで、基本領域において必要とされる光束Ψｍを、レンズのすべての基本領域Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、…、Ｌｎによって偏向させられる光束の合計に正確に一致させることも可能であることに、注目すべきである。
【００９９】
さらに、この方法を、種々の読み取り距離において最適なプロファイルα（β）、すなわち種々の距離において課される照明条件に平均して反しないプロファイルを計算する最適化方法と組み合わせて使用することが可能である。このためには、最小二乗法、ラグランジュ乗数法などの任意の公知の最適化方法が適している。
【０１００】
上述の計算手順においては、レンズおよび照明パターンの両方の基本領域の計算手続きは連続的であるため、レンズの隣り合う基本領域Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、…、Ｌｎの傾きの変化は、通常は、少なくとも照明パターンＨについて一様な照射プロファイルΨが所望される場合には、極めて小さい。したがって、上述の手順は、図５および６の連続的なプロファイルのレンズ１５、または図７および８の折りたたみ式プロファイルのレンズ１９を得るのに適している。
【０１０１】
いずれの場合も、さらなる制約として、レンズの隣り合う基本領域Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、…、Ｌｎの間の傾きの変化を多少なりとも鈍化するように課すことが可能である。これにより、レンズのプロファイルの変化速度を抑えて、レンズの製造が容易になる。
【０１０２】
図９および１０に示したインターレース式（交錯式）プロファイルのレンズ２４の場合には、レンズの非連続な基本領域Ｌｘの光束Φｘが、照明パターンのそれぞれの基本領域Ｈｘに寄与する。この場合、レンズの基本領域Ｌｘは、隣の基本領域Ｌｘ−１およびＬｘ＋１とは反対の方向の傾きを有することを課している。
【０１０３】
上述のように、本発明によるレンズの設計において享受できる自由度をさらに増加させたい場合には、レンズの基本領域１７、２１、２６〜２７に、互いに異なる任意の幅を持たせることが可能である。このようにして、レンズの基本領域は、光源２ａ、２ｂの照射プロファイルの関数のみでなく、基本領域の幅の関数でもある光束を、受け取って偏向させる。
【０１０４】
各レンズ１５、１９、および２４において、光をバーコードのバーおよびすき間に平行な第２の方向Ｙ（図を参照）において集中させるという機能は、第２の主面（それぞれ、１８、２３および２８）を円柱形にすることによって、特に容易な方法で達成される。第２の円柱形の面１８、２３および２８は、好ましくはリーダ１の外側を向いている。
【０１０５】
代わりに、第２の面１８、２３および２８を、複数の基本領域を備えるように製作することが可能である。各基本領域は、面１８、２３および２８が光を第２の方向Ｙに集中するように、個々に計算されるリーダ１の光軸Ａ‐Ａに対する傾きを有している。これは、上述の計算手順を参照して、方向Ｙ（すなわち、方向Ｙに平行なレンズの断面）におけるレンズの基本領域のすべてが、方向Ｙにおける読み取り領域の同一基本領域に向かって光を偏向させるという条件を課すことによって、達成される。
【０１０６】
このようにして、従来の円柱形のレンズによって生成される帯状の照明パターンに比べて、帯形状の長手方向縁部がより明確かつより顕著である帯状の照明パターンを得ることが可能である。これは、従来のレンズにおいて代わりに存在する球面収差の寄与が低減されるからである。
【０１０７】
本発明のレンズ１５、１９、２４の第２の面１８、２３および２８のこのような構成は、照明パターンの二次元的に広がる部分を形成するために（例えば、照明線の縁部を特に強調してリーダ１の操作者にポインタを提供することができる図１４に示したパターンのような照準パターンを形成するために）、さらに利用されることができる。
【０１０８】
二次元リーダの場合には、センサ５は、適切な受信光学系４を備えた二次元タイプであり、典型的には、照明パターンは、ほぼ矩形、正方形、円形、または楕円形である必要がある。
【０１０９】
この場合にも、レンズ１５、１９、２４の両面を、所望の照明パターンを生成するために使用することが可能である。
【０１１０】
代わりに、一次元のリーダにおける二次元の照明パターンの場合、および二次元のリーダの場合の両方において、本発明によるレンズ３ａ、３ｂの第１の面の基本領域を、互いに直交する２つの方向ＸおよびＹに沿って画定することができる。換言すると、第１の面１６、２０、２５に帯状の基本領域（図５〜１０において垂直な帯形状を有している）を設ける代わりに、レンズに、小さな正方形または矩形の基本領域の二次元のアレイを設けることが可能である。上述の計算手順を、必要な変更を加えて適用することが可能である。
【０１１１】
この場合、レンズの第２の面は、平坦であっても、円柱形のレンズとして形作られても、または１つもしくは２つの方向に従って局所的に画定されたプロファイルを有してもよい。
【０１１２】
基本領域の規則的な二次元アレイの場合にも、レンズ３ａ、３ｂを、連続的プロファイル、折りたたみ式プロファイル、およびインターレース式プロファイルをそれぞれ有する上述の３つの実施形態で構成することが可能である。
【０１１３】
さらに、基本領域の二次元アレイの場合にも、一方もしくは両方のレンズ３ａ、３ｂの１つ以上の領域、または２つのレンズ３ａ、３ｂのうちの一方を、照準光パターンおよび／または読み取り結果を報知する光パターンを生成するために使用することが可能である。
【０１１４】
さらに、光源２ａ、２ｂに組み合わせられる照明光学系が、ＬＥＤ光源２ａ、２ｂ自体に一体化されたレンズ、ならびにＬＥＤ光源２ａ、２ｂによって放射される光ビームの一部を選択するダイアフラムを有してもよいことは、理解されるであろう。
【０１１５】
ダイアフラムが存在する場合には、光源および光源の照射プロファイルについての上述の説明のすべてが、すべての点で照明レンズの「実際の」光源となるダイアフラム付きの光源を指すものと理解すべきである。
【０１１６】
最後に、本発明のリーダは、上述の実施形態のいずれにおいても、あらゆる光コードの読み取りの用途において、可搬および固定の筐体のいずれに収容されてもよいことが理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【０１１７】
【図１】本発明によるリーダの斜視図である。
【図２】図１のリーダの内部部品の一部の部分分解された斜視図である。
【図３】図１のリーダの第１の実施形態における光学系の一部の斜視図である。
【図４】図１のリーダの第２の実施形態における光学系の一部の斜視図である。
【図５】本発明による照明レンズの第１の実施形態を示す図である。
【図６】本発明による照明レンズの第１の実施形態を示す図である。
【図７】本発明による照明レンズの第２の実施形態を示す図である。
【図８】本発明による照明レンズの第２の実施形態を示す図である。
【図９】本発明による照明レンズの第３の実施形態を示す図である。
【図１０】本発明による照明レンズの第３の実施形態を示す図である。
【図１１】本発明のレンズを用いて生成される照射プロファイルを、種々の読み取り距離について、受信光学系の視野に関連付けて示す図である。
【図１２】本発明のレンズを用いて生成される別の照射プロファイルを示す図である。
【図１３】本発明によるレンズの局所的な傾きを計算する手順に関与する複数の要素を示す概略図である。
【図１４】本発明のレンズを用いて生成される照明パターンを示す図である。
【図１５】従来技術のレンズを用いて生成される照射プロファイルを、種々の読み取り距離について、受信光学系の視野に関連付けて示す図である。
【符号の説明】
【０１１８】
１                            光コードリーダ
２ａ，２ｂ                      光源
３ａ，３ｂ，１５，１９，２４    照明レンズ
【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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【国際調査報告】
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