(57)【要約】  ＬＥＤを有するバーコードスキャナが開示される。そのＬＥＤは発光する光源を有する。そのバーコードスキャナはまたレンズセットを有する。そのレンズセットは背面側と前面側を有する。その前面側は球状の凸曲部を有する。光源からの光がレンズセットの背面側に入射すると、各球状の凸曲部は光を集光させて光線を生成する。この発明の確かな実施例では、ＬＥＤが回路基板の背面側に、その回路基板の開口部を通し突出してレンズセットを照射するように取り付けられる。【選択図】    図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光する光源を有する発光ダイオード（ＬＥＤ）と、
背面側と前面側を有し、その前面側に複数の球状の凸曲部を設けたレンズセットとを備え、
前記光源からの光が前記レンズセットの前記背面側に入射し、前記各凸曲部から光線が生成されるようにしたことを特徴とする装置。
【請求項２】
前記レンズセットが成型されたプラスチックであることを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項３】
前記レンズセットの前記背面側が実質的に平坦であることを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項４】
請求項１記載の装置において、
さらに、前面側と背面側と開口部とを有する回路基板を備え、
前記前面側が光のターゲットに近く、前記背面側が前記光のターゲットから遠くなっており、前記ＬＥＤが前記回路基板の前記背面側に搭載されて、前記回路基板の前記開口部を通して突出しており、前記光源からの光が前記レンズセットの前記背面側に入射することを特徴とする装置。
【請求項５】
請求項１記載の装置において、
さらに、前面側と背面側と開口部とを有する回路基板を備え、
前記前面側が光のターゲットに近く、前記背面側が前記光のターゲットから遠くなっており、前記ＬＥＤが構造部材に取り付けられ、該構造部材が前記回路基板の前記背面側に搭載されて、前記ＬＥＤが前記回路基板の前記開口部を通して突出突出しており、前記光源からの光が前記レンズセットの前記背面側に入射することを特徴とする装置。
【請求項６】
請求項１記載の装置において、
さらに、前面側と背面側と開口部とを有する回路基板を備え、
前記前面側が前記レンズセットに近く、前記背面側が前記レンズセットから遠くなっており、前記ＬＥＤが前記回路基板の前記背面側に搭載されて、前記回路基板の前記開口部を通して突出しており、前記光源からの光が前記レンズセットの前記背面側に入射することを特徴とする装置。
【請求項７】
請求項１記載の装置において、
さらに、前面側と背面側と開口部とを有する回路基板を備え、
前記前面側が前記レンズセットに近く、前記背面側が前記レンズセットから遠くなっており、前記ＬＥＤが構造部材に取り付けられ、該構造部材が前記回路基板の前記背面側に搭載されて、前記ＬＥＤが前記回路基板の前記開口部を通して突出しており、前記光源からの光が前記レンズセットの前記背面側に入射することを特徴とする装置。
【請求項８】
請求項１記載の装置を備えたバーコードスキャナ。
【請求項９】
発光ダイオード（ＬＥＤ）から光を発生し、
該ＬＥＤからの光を、背面側と前面側を有し、その前面側が複数の球状の凸曲部を有するレンズセットを用いて集光させて焦点の合った複数の光線にし、前記複数の球状の凸曲部のそれぞれから前記複数の各光線を発光させることを特徴とする方法。
【請求項１０】
前記レンズセットとして成型されたプラスチックのレンズセットを用いて集光させることを特徴とする請求項９記載の方法。
【請求項１１】
背面側が実質的に平坦なレンズセットを用いて集光させることを特徴とする請求項９記載の方法。
【請求項１２】
請求項９記載の方法において、
前記ＬＥＤを、前面側と背面側と開口部とを有し、前記前面側が光のターゲットに近く、前記背面側が前記光のターゲットから遠くなっている回路基板に搭載し、該ＬＥＤを前記回路基板の前記開口部を通して突出させ、該ＬＥＤの光源からの光を前記レンズセットの前記背面側に入射させることを特徴とする方法。
【請求項１３】
請求項９記載の方法において、
前記ＬＥＤを構造部材に取り付け、
該構造部材を、前面側と背面側と開口部とを有し、前記前面側が前記レンズセットに近く、前記背面側が前記レンズセットから遠くなっている回路基板に搭載し、前記ＬＥＤを前記回路基板の前記開口部を通して突出させ、該ＬＥＤの光源からの光を前記レンズセットの前記背面側に入射させることを特徴とする方法。
【請求項１４】
請求項９記載の方法において、
前記ＬＥＤを、前面側と背面側と開口部とを有し、前記前面側が前記レンズセットに近く、前記背面側が前記レンズセットから遠くなっている回路基板の背面側に搭載し、前記ＬＥＤを前記回路基板の前記開口部を通して突出させ、該ＬＥＤの光源からの光を前記レンズセットの前記背面側に入射させることを特徴とする方法。
【請求項１５】
請求項９記載の方法において、
前記ＬＥＤを、前面側と背面側と開口部とを有し、前記前面側が前記レンズセットに近く、前記背面側が前記レンズセットから遠くなっている回路基板に搭載するため、
前記ＬＥＤを構造部材に取り付け、該構造部材を前記回路基板の前記背面側に搭載して、前記ＬＥＤを前記回路基板の前記開口部を通して突出させ、該ＬＥＤの光源からの光を前記レンズセットの前記背面側に入射させることを特徴とする方法。
【請求項１６】
発光する光源を有する発光ダイオード（ＬＥＤ）と、
背面側と前面側を有するレンズと、
前面側と背面側と開口部とを有し、前記前面側が前記レンズに近く、前記背面側が前記レンズから遠くなっている回路基板とを備え、
前記ＬＥＤが前記回路基板の前記背面側に搭載されて、前記回路基板の前記開口部を通して突出し、該ＬＥＤの光源からの光が前記レンズの前記背面側に入射することを特徴とする装置。
【請求項１７】
請求項１６記載の装置において、
前記レンズの前記前面側がさらに複数の球状の凸曲部を有し、前記光源からの光が前記レンズの前記背面側に入射すると、前記各凸曲部から光線が生成されることを特徴とする装置。
【請求項１８】
請求項１６の装置を備えたバーコードスキャナ。
【請求項１９】
発光する光源を有する発光ダイオード（ＬＥＤ）と、
背面側と前面側を有するレンズと、
前面側と背面側と開口部とを有し、前記前面側が前記レンズに近く、前記背面側が前記レンズから遠くなっている回路基板と、
構造部材とを備え、
前記ＬＥＤが前記構造部材に搭載されており、該構造部材が前記回路基板の前記背面側に固定され、前記ＬＥＤが前記回路基板の前記開口部を通して突出し、前記光源からの光が前記レンズの前記背面側に入射することを特徴とする装置。
【請求項２０】
請求項１９記載の装置において、
前記レンズの前記前面側がさらに複数の球状の凸曲部を有し、
前記光源からの光が前記レンズの前記背面側に入射すると、前記各凸曲部から光線が生成されることを特徴とする装置。
【請求項２１】
請求項１９の装置を備えたバーコードスキャナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
二次元（２Ｄ）バーコードスキャナシステムが知られている。二次元バーコードスキャナにおいては、ガイド光のいくつかのタイプがある。従来のガイド光の各タイプには、以下に述べるように幾つかの欠点がある。
【背景技術】
【０００２】
現在のところ、二次元コードスキャナにはガイド光の幾つかのタイプがある。それらは次のように分類される。
【０００３】
１）光源がレーザダイオードであり、その光ビームがコリメータレンズによってスポット光に集光されるタイプ。このシステムは操作者に視野の中心を認識させることができるが、視野の幅についての情報は得られない。
【０００４】
２）光源がレーザダイオードであり、放射パターンを形成するためにホログラフィックモジュールがレーザダイオードの前に配置されるタイプ。このタイプは視野の中心を見つけることができ、同時に放射パターンにより視野の幅を測定することができるが、非常に高価である。
【０００５】
３）光源が複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）であり、複数の光ビームを生成するために、発光ダイオードの前に複数のレンズが配置されたタイプ。このタイプも視野の中心と幅を示すことはできるが、多数のダイオードから成るため多くのスペースを必要とすると共に高価になる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
一つの目的によれば、この発明は単一のＬＥＤを用いてバーコードスキャナに使用するための光線を生成する方法を提供する。単一のＬＥＤは成型されたレンズセットの背後から照射するのが好ましく、それによって、そのレンズの各部が分離した光線を生成する。また、そのＬＥＤはプリント回路基板のレンズに最も近い表面に取り付けるのではなく、回路基板の反対側の表面に取り付けるのが好ましく、ある実施例では、ＬＥＤが回路基板を通して突出する。この配置によりダイオード（ＬＥＤ）とレンズ間の距離が増加する。その結果、レンズがより鋭い光線を生成する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明による方法の１つの実施態様は、ＬＥＤから光を発生させることを含んでいる。この方法はさらに、ＬＥＤからの光を集光させて焦点の合った複数の光線を作り出すためにレンズセットを用いる。このレンズセットは背面側と前面側を有する。その前面側は複数の球状の凸曲面を有するとよい。そうすると、各光線は各球状の凸曲面から射出される。
【０００８】
この発明の好適な実施態様を添付図面とともに説明することにより、他の目的、特徴、利点などが当業者にとって明らかになるであろう。
【０００９】
この発明の様々な特徴を示すために、好ましい実施例を図面に示し、それは理解されるであろう。しかしながら、この発明は図面に示されたとおりの配置及び手段には限定されない。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】この発明の一つ若しくはそれ以上の実施例による成型されたレンズセットの背後を照射する単一のＬＥＤの斜視図である。
【００１１】
【図２】この発明の一つ若しくはそれ以上の実施例による図１の単一のＬＥＤと成型されたレンズセットにおいて光を照射している状態を示す斜視図である。
【００１２】
【図３】従来のＬＥＤ搭載例を示す平面図である。
【００１３】
【図４】この発明の一つ若しくはそれ以上の実施例によるＬＥＤ逆搭載例を示す平面図である。
【００１４】
【図５】この発明によるレンズ配置の利点を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１は、この発明の一つ若しくはそれ以上の実施例により、単一のＬＥＤ１００が光源１０１から発光して成型されたレンズセット１０２の背後を照射するのを示す図である。成型されたレンズセット１０２は、ガラス、プラスチック、若しくは他の適した材料によって形成され、レンズ（ここでは「凸曲部」とも称する）１０４、１０６、及び１０８のような多数のレンズを有するとよい。
【００１６】
図２は、ＬＥＤ２００と成型されたレンズセット２０２の概略図を示している。成型されたレンズセット２０２は球状の凸曲部２０４、２０６、及び２０８を有する。図２はさらに、球状の凸曲部２０４、２０６、及び２０８を有するレンズセット２０２の背後を照射する単一のＬＥＤ２００も示している。この照射により、複数の焦点の合った光線２１０、２１２、及び２１４が発生され、凸曲部２０４、２０６、及び２０８から射出される。光線２１０、２１２、及び２１４はガイド若しくは参照のための点２１６、２１８及び２２０を生成するために目標領域に当たるのが望ましい。
【００１７】
図２を見れば分かるように、この発明により単一のＬＥＤを照射した場合には、視野の中心と視野の幅の両方の情報が得られる。このような実施により、従来のシステムによるよりもかなり安価に小さなサイズでこの情報を提供することができる。
【００１８】
また、この発明による凸曲部を、中心の凸曲部２０６に対してｘ軸とｙ軸に沿って設ければ、視野の中心、幅に関する視野の両端、および同様に高さ（または長さ）関する視野の両端の情報を提供できることに留意されたい。さらに、凸曲部のどのような空間的な実施も追加的な情報を提供するためになされ得る。
【００１９】
図３は、この発明の他の特徴を理解するための背景技術を提供する。図３はプリント回路基板３０２を示す。ＬＥＤ３０４はプリント回路基板３０２に搭載され、 光源３０１から発光する。光源３０１からレンズ３１０までの距離は距離３０８によって示される。距離３０８は、この発明の更なる特徴をよく理解するために後述する距離４０８と比較される。
【００２０】
図４は、この発明の更なる特徴を図示している。図４はプリント回路基板４０２を示す。ＬＥＤ４０４はＬＥＤ支持体４０３に取り付けられている。ＬＥＤ４０４は光源４０１から発光する。
【００２１】
プリント回路基板４０２内の孔４０５（ここでは開口部ともいう）がＬＥＤ４０４の両側に示されている。図示のように、ＬＥＤ４０４は支持体４０３に取り付けられ、プリント回路基板４０２のレンズ４１０と対向していない側に搭載されている。このようにすると、光源４０１からレンズ４１０までの距離を示す距離４０８は、距離３０８に比べて大きくなる。
【００２２】
プリント回路基板４０２のレンズ４１０と対向しない側にＬＥＤ４０４を搭載することによって、光源４０１とレンズ４１０との間の距離が増加し、レンズ４１０のパワーが増加される。この現象は以下に図５によってより詳細に説明される。
【００２３】
図５は、この発明による装置の光学的効果を説明するための概略図である。図５は、図３の従来例に対応する概略図Ａと図４の実施例に対応する概略図Ｂとを示している。
【００２４】
概略図ＡはＬＥＤ５０２を示す。ＬＥＤ５０２は光源５０１から発光する。光源５０１の直径は距離５０４で示されている。光源５０１の中心点からレンズ５１１の中間点までの距離は距離５０８で示されている。レンズ５１１の中間点からターゲット領域５１５の中心点までの距離は距離５１２で示されている。
【００２５】
概略図ＢはＬＥＤ５０６を示し、光源５０３から発光する。光源５０３の直径は、光源５０１の直径と同じであるとよい。光源５０３の中心点からレンズ５１３の中間点までの距離は距離５１０で示されている。レンズ５１３の中間点からターゲット領域５１７の中心点までの距離は距離５１２で示されている。
【００２６】
他の全ての変数が実質的に同一であると仮定すると、レンズのパワー（この発明の目的のための光のパワーであり、エネルギー／面積で測定される）はレンズからターゲットまでの距離をレンズと光源間の距離で割ったものと等しくなる。レンズのパワー増大による効果は、ターゲットエリア（この発明の一実施例ではガイド点又は参照点）における光強度が増加することである。なぜなら、距離５１０は距離５０８より大きく（ＬＥＤが回路基板の背面に搭載され、その回路基板を通して突出しているため）、ターゲット領域５１７における入射光の強度がターゲット領域５１５の光の強度よりも大きくなるからである。この結果は、ターゲット領域５１５の直径５１４がターゲット領域５１７の直径５１６よりも相当大きいことから明らかである。このように、ターゲット領域５１７に入射する光の強度は、ターゲット領域５１５に入射する光の強度よりも大きくなる。
【００２７】
すなわち、回路基板のターゲットから離れた側にＬＥＤを搭載し、ＬＥＤから発光される光をターゲットに向けて照射することによって、光源からレンズまでの距離が増加して、より鋭い光線（ビーム）が得られることが示されてきた。この発明の一実施例では、回路基板のレンズから離れた側に固定された構造部材にＬＥＤを搭載している。この実施例の利点として、プリント回路基板をＬＥＤから分離して製造でき、異なる時間にＬＥＤと構造部材をプリント回路基板に固定できることである。
【００２８】
この発明のある実施例では、例えば図４に示す実施例のように、ＬＥＤの光源がプリント回路基板のターゲットと同じ側に配置されるように、ＬＥＤがプリント回路基板の孔を通して突出し得る。あるいは、ＬＥＤは孔から突出しなくてもよい。むしろ、光源からの光だけが孔を通り抜けるとよい。このような実施例は、図４に示された実施例よりさらに鋭い光線を提供できるが、異なる構造部材、例えば図４に示した構造部材よりも回路基板からさらに突き出たものが必要である。
【００２９】
より鋭い光線の利点は、より強い光点を生成することができ、より強い光点から得られる情報は、鋭さが低い光線によって生成される弱い光点から得られる情報より品質が高いことである。
【００３０】
この発明の実施例として、ここに開示した二つの特徴を結合してもよい。すなわち、この発明の実施例において、単一のＬＥＤがプリント基板のレンズから離れた側に搭載され得る。さらに、複数の球状の凸曲部を有するレンズセットをＬＥＤの光源とターゲット領域との間に配置し得る。このようにすると、単一のＬＥＤで比較的高い強度の複数の光線を与えることができる。そして、それらの光線はターゲット領域の幅に関する情報と同様にターゲット領域の中心の情報を決定するために用いられる。
【００３１】
この発明について、特定の実施例を参照して説明してきたが、これらの実施例はこの発明の原理と応用例を説明しただけであることが分かる。そのため、例示した実施例に対して種々の変更がなされ得るし、特許請求の範囲によって規定されるこの発明の精神と範囲から逸脱することなく他の配置がなされ得る。
【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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【国際調査報告】
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