(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学式のセンサーであって、発光ビームの放射のための発光部、反射光の受け入れのための受光部並びに、受光部の入力部に生じた受光信号の評価のための評価ユニットを備えている形式のものにおいて、前記発光部（４）に対応して調節装置が配置されており、該調節装置を用いて前記発光部（４）と該発光部の後に配置された発光側レンズ系（７）との間の相対位置が三次元方向で調節されるようになっており、前記調節装置がレンズ系ホルダー（１２）を含んでおり、該レンズ系ホルダー内に前記発光側レンズ系（７）が前記発光部（４）の光軸に対して垂直に向けられた平面内を旋回可能に支承されており、前記レンズ系ホルダー（１２）が、前記発光側レンズ系（７）の受容のための１つの支持区分（１２ａ）及び該レンズ系ホルダーの長手方向で前記支持区分（１２ａ）に接続する第１及び第２の受容区分（１２ｂ，１２ｃ）を有しており、前記第１の受容区分（１２ｂ）が定位置の第１の保持部分（１５ａ）に位置調節可能に支承されており、前記レンズ系ホルダーの前記支持区分（１２ａ）がたわみエレメント（１２ｄ）を介して前記第１の受容区分（１２ｂ）に連結されており、該第１の受容区分（１２ｂ）に対する前記支持区分（１２ａ）のたわみによって前記発光側レンズ系（７）の、前記発光部（４）の光軸の方向の位置が調節されるようになっていることを特徴とする光学式のセンサー。
【請求項２】
前記光学式のセンサーはバーコード読み取り装置として構成されており、前記発光ビーム（３）が偏向ユニットを用いて周期的にバーコード（２）の検出のための監視領域（１０）内へ導かれている請求項１記載の光学式のセンサー。
【請求項３】
前記調節装置が、レバー（２０，２０′）の形状の操作部材を備えており、該操作部材を用いて前記発光側レンズ系（７）の位置が調節されるようになっている請求項１又は２記載の光学式のセンサー。
【請求項４】
前記調節装置が、前記発光側レンズ系（７）の調節位置の固定のための機械的な固定機構、特に固定ねじ（１８，１８′）を備えている請求項１から３のいずれか１項記載の光学式のセンサー。
【請求項５】
前記第１の受容区分（１２ｂ）が前記発光部（４）の光軸に対して垂直に向けられた平面内を旋回可能に前記第１の保持部分（１５ａ）に支承されており、前記第２の受容区分（１２ｃ）が定位置の第２の保持部分（１５ｂ）に旋回可能及び移動可能に支承されている請求項１から４のいずれか１項記載の光学式のセンサー。
【請求項６】
前記第１の受容区分（１２ｂ）がプレート状に形成されていて、かつ該受容区分の正面で前記第１の保持部分（１５ａ）の平らな支持面に接触している請求項５記載の光学式のセンサー。
【請求項７】
前記第１の保持部分（１５ａ）が、前記支持面に開口する切欠き（２２）を有しており、前記第１の受容区分（１２ｂ）が孔（２１）によって貫通されており、前記発光側レンズ系（７）の位置の調節のために、操作部材を形成するレバー（２０）が前記第１の受容区分（１２ｂ）の孔（２１）を通されて、前記第１の保持部分（１５ａ）の切欠き（２２）内に係合している請求項６記載の光学式のセンサー。
【請求項８】
前記第１の受容区分（１２ｂ）の孔（２１）の断面が、該受容区分の中央から該受容区分の正面及び背面の開口に向かって連続的に増大している請求項７記載の光学式のセンサー。
【請求項９】
前記第１の保持部分（１５ａ）の前記切欠き（２２）がほぼ半球面状に形成されており、該切欠き（２２）内に前記レバー（２０）の自由な端部が旋回可能に支承されている請求項７又は８記載の光学式のセンサー。
【請求項１０】
前記第２の受容区分（１２ｃ）の自由な端部に旋回ヘッド（１７）を設けてあり、該旋回ヘッドが前記第２の保持部分（１５ｂ）に旋回可能及び移動可能に支承されている請求項５から９のいずれか１項記載の光学式のセンサー。
【請求項１１】
前記第２の保持部分（１５ｂ）が、受容面に開口する凹設所（１９）を有しており、該凹設所内に前記旋回ヘッド（１７）が支承されている請求項１０記載の光学式のセンサー。
【請求項１２】
前記凹設所（１９）が該凹設所の長手方向軸線で一様な半円形断面を有しており、該半円形断面の半径が前記旋回ヘッド（１７）の半径に適合している請求項１１記載の光学式のセンサー。
【請求項１３】
前記凹設所（１９）の長手方向軸線が、前記レンズ系ホルダー（１２）の長手方向軸線に対してほぼ平行に延びている請求項１２記載の光学式のセンサー。
【請求項１４】
前記レンズ系ホルダー（１２）がプラスチック射出成形部から形成されており、前記たわみエレメント（１２ｄ）がプラスチック射出成形部の局所的な薄肉構造部によって成形されている請求項１から１３のいずれか１項記載の光学式のセンサー。
【請求項１５】
前記レンズ系ホルダーの前記支持区分（１２ａ）のたわみが偏心体（２３）を用いて行われるようになっている請求項１又は１４記載の光学式のセンサー。
【請求項１６】
前記偏心体（２３）が偏心ディスクとして形成されており、該偏心ディスクの周面が前記レンズ系ホルダー（１２）の背面に接触している請求項１５記載の光学式のセンサー。
【請求項１７】
前記偏心体（２３）から前記レンズ系ホルダー（１２）に生ぜしめられる圧力によって、前記第２の受容区分（１２ｃ）の前記旋回ヘッド（１７）が前記第２の保持部分（１５ｂ）の前記凹設所（１９）内へ押圧されている請求項１６記載の光学式のセンサー。
【請求項１８】
前記発光部（４）が挿入体（１３）内に支承されており、該挿入体の正面に前記レンズ系ホルダー（１２）が接続している請求項１から１７のいずれか１項記載の光学式のセンサー。
【請求項１９】
前記第１の受容区分（１２ｂ）が前記挿入体（１３）と前記第１の保持部分（１５ａ）との間に配置されていて、固定ねじ（１８）によって所定の調節位置に固定されるようになっている請求項１８記載の光学式のセンサー。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光学式のセンサーであって、発光ビームの放射のための発光部、反射光の受け入れのための受光部並びに、受光部の入力部に生じた受光信号（反射光信号）の評価のための評価ユニットを備えている形式のものに形式のものに関する。
【０００２】
前記形式の光学式のセンサーはライトバリアー、ライトスキャナー、距離測定センサーなどとして構成されていてよい。さらに該光学式のセンサーは、バーコードの検出のためバーコード読み取り装置、若しくは一般的にコントラストパターンから成るマークの検出のためのマーク読み取り装置として構成されていてよい。
【０００３】
【従来の技術】
前記形式の光学式のセンサーには、発光部から放射された発光ビームのビーム形成のための光学機構、即ち発光側レンズ系が組み込まれている。発光ビームの所望のビーム形成の達成のため、特に発光ビームの集束及び所定のビーム軸線に沿った放射のために、発光側レンズ系を正確にかつ再現可能に調節する必要がある。
【０００４】
光学式のセンサーの製造工程中に、発光部及び発光側レンズ系が手作業で１つのケーシング内に組み込まれる。
【０００５】
光学式のセンサーがドイツ連邦共和国特許出願公開第１９８４４２３８Ａ１号明細書により公知である。バーコード読み取り装置として形成された該光学式のセンサーは、１つのケーシング内に組み込まれており、光学的な構成要素の受容のために、ケーシング内に挿入可能なケーシング挿入体を設けてある。ケーシング挿入体が中空シリンダー状の受容部を有しており、該受容部内に発光部及び発光側レンズ系が前後に間隔を置いて支承されている。この場合においては欠点として、発光部及び発光側レンズ系の組み込み位置が調節不能になっており、その結果、発光ビームのビーム経路の調節が不可能である。発光部及び発光側レンズ系を受容部での固定のために通常は接着してあるので、特に例えば受容部内での構成要素の傾きに起因する組み込み位置の誤差の修正が後からはもはや不可能である。
【０００６】
【特許文献１】
ドイツ連邦共和国特許出願公開第１９８４４２３８Ａ１号明細書
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、冒頭に述べた形式のセンサーにおいて発光部から放射された発光ビームの光線の確実な調節を可能にすることである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために本発明の構成では、発光部に対応して調節装置が配置されており、該調節装置を用いて発光部と該発光部の後に配置された発光側レンズ系との間の相対位置が三次元方向で調節されるようになっており、前記調節装置がレンズ系ホルダーを含んでおり、該レンズ系ホルダー内に前記発光側レンズ系が前記発光部の光軸に対して垂直に向けられた平面内を旋回可能に支承されており、前記レンズ系ホルダーが、前記発光側レンズ系の受容のための１つの支持区分及び該レンズ系ホルダーの長手方向で前記支持区分に接続する２つの受容区分を有しており、前記少なくとも１つの受容区分が定位置の保持部分に位置調節可能に支承されており、前記レンズ系ホルダーの支持区分がたわみエレメントを介して前記第１の受容区分に連結されており、該第１の受容区分に対する前記支持区分のたわみによって前記発光側レンズ系の、前記発光部の光軸の方向の位置が調節されるようになっている。
【０００９】
【発明の効果】
本発明に基づく調節装置によって、発光側レンズ系の組み込み位置、ひいては発光ビーム経路が簡単かつ任意に調節できる。該調節は有利には可変可能であり、即ち必要に応じて変更できる。
【００１０】
発光部と発光側レンズ系との間の間隔の調節によって、発光ビームのビーム形状及び発光ビームの焦点位置が変えられる。発光部の光軸に対して横方向（垂直方向）での発光部若しくは発光側レンズ系の位置の調節によって、発光ビームのビーム方向（光線方向）が正確に調節される。
【００１３】
有利には発光ビームのビーム方向の規定が、レンズ系ホルダーを発光部の光軸に対して横方向に旋回運動させることによって行われる。ビーム形状及び発光ビームの焦点位置の規定が、有利にはレンズ系ホルダーの所定の基準点を中心としたたわみ（曲げ）によって達成される。
【００１４】
レンズ系ホルダーが機械的な固定機構（ロック機構）若しくは取り付け機構を用いて所定の調節位置に保たれるようになっており、調節位置はいつでも固定機構若しくは取り付け機構の操作によって再び解除され得る。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明を図示の実施例に基づき詳細に説明する。図１は、バーコード読み取り装置として構成された光学式のセンサー１の重要な構成要素を概略的に示している。光学式のセンサー１は、バーコード２の検出若しくはコントラストパターンから成るマークの検出のために用いられる。光学式のセンサー１は原理的にはライトバリアー(light barrier)、ライトスキャナー(light scanner)、距離測定センサーなどとして構成され得るものである。
【００１６】
図１に示すバーコード読み取り装置は発光ビーム、例えばレーザー光の放射のための発光部４及び反射光の受け取りのための受光部６を備えている。有利にはレーザーダイオードとして形成されている発光部４の後に、発光ビーム３のビーム形成及び集束のための発光側レンズ系７が配置されている。
【００１７】
発光部４から放射された発光ビーム３及びバーコード２から反射された反射光５が偏向ユニットを介して導かれる。偏向ユニットは実施例では、切り子面状の所定数のミラー面９を備えたモーター駆動可能な多角形回転ミラー８から成っている。
【００１８】
多角形回転ミラー８の回転駆動によって、発光ビーム３が周期的に監視領域１０内を案内されるようになっており、監視領域が走査面内を延びている。監視領域１０は、多角形回転ミラー８のミラー面９の数によって規定された角度領域にわたって広がっている。
【００１９】
受光部６の入力部で生じた受光信号が、増幅器（図示せず）によって増幅されて、評価ユニット（同じく図示せず）によって評価される。
【００２０】
バーコード２から反射された反射光５が、バーコードの白線及び黒線の順序に応じて振幅変調を有している。受光部６の出力部に生じる受光信号が相応の振幅変調を有している。振幅変調された受光信号が評価ユニット内で閾値ユニットを用いて評価されて処理される。
【００２１】
光学式のセンサー１の構成要素、例えば発光部及びレンズ系の受容のためにケーシング挿入体１１（図２及び図３）を設けてあり、該ケーシング挿入体がセンサー１のケーシング（図示せず）内に組み込まれる。ケーシング挿入体１１に、発光部４と発光側レンズ系７との間の相対位置の調節のための調節装置を設けてある。
【００２２】
調節装置が発光側レンズ系７の受容のためのレンズ系ホルダー１２を備えている。図４に単独に示すレンズ系ホルダー１２はケーシング挿入体１１に運動可能に支承されており、これに対して発光部４がケーシング挿入体１１に位置不動（定位置）に取り付けられている。
【００２３】
ケーシング挿入体１１の図２及び図３に示す部分が、孔１４の設けられた挿入体１３を備えており、該孔内に発光部４が支承されている。さらにケーシング挿入体１１がレンズ系ホルダー１２の支承のための第１及び第２の保持部分１５ａ，１５ｂを備えている。保持部分１５ａ，１５ｂがほぼ直方体状の部材によって形成されており、該部材がケーシング挿入体１１の底部から垂直に突出している。
【００２４】
レンズ系ホルダー１２がプラスチック射出成形部から成っており、該プラスチック射出成形部の中央部分が発光側レンズ系７の受容のための支持区分１２ａを形成している。発光側レンズ系７が、支持区分１２ａを貫通する孔１６内に支承されている。
【００２５】
支持区分１２ａの長手方向の端部に受容区分１２ｂ，１２ｃを接続してあり、該受容区分は同じくレンズ系ホルダー１２の構成部分である。第１の受容区分１２ｂがプレート状に形成されていて、第１の保持部分１５ａの、挿入体１３に向いていて垂直に延びる平らな支持面に位置調節可能に支承されている。該第１の受容区分１２ｂは、たわみエレメント１２ｄを介してレンズ系ホルダーの支持区分１２ａに結合されている。たわみエレメント（たわみ部分）１２ｄが、レンズ系ホルダー１２の壁厚さを著しく減少された薄肉構造部によって形成されている。たわみエレメント１２ｄがたわみばねを構成しており、該たわみばねによって支持区分１２ａが第１の受容区分１２ｂに対して曲げられ、即ち旋回され得る。
【００２６】
位置調節のために、第１の受容区分１２ｂが第１の保持部分１５ａの支持面に沿って移動させられるようになっていてよく、この場合、移動運動は該支持面の垂直な平面内で、ひいては発光部４の水平に延びる光軸に対して垂直に行われる。第２の受容区分１２ｃが第２の保持部分１５ｂに旋回可能に支承されている。
この場合、第２の受容区分１２ｃは実質的に互いに直角に延びる２つの脚部から成っており、脚部の前側端部、即ち第２の受容区分１２ｃの自由端部に第２の保持部分１５ｂへの旋回支承のための旋回ヘッド１７が設けられている。受容区分１２ｃの脚部がばねエレメントを構成している。
【００２７】
保持部分１５ａ，１５ｂに接触するレンズ系ホルダー１２が、挿入体１３に接続しており、従って挿入体１３内の発光側レンズ系７が、レンズ系ホルダー１２内に支承された発光側レンズ系７に対して所定の間隔で位置している。第１の受容区分１２ｂが、挿入体１３の正面側と保持部分１５ａの支持面との間の切欠き内に位置している。所定の調節位置でのレンズ系ホルダー１２の固定のために、固定ねじ１８を設けてあり、固定ねじが挿入体１３の側方の縁部を貫通している。固定ねじ１８の操作によって、第１の受容区分１２ｂが挿入体１３と保持部分１５ａとの間の切欠き内で固定される。
【００２８】
レンズ系ホルダー１２は反対の側で、即ち第２の受容区分１２ｃで旋回支承部を介して第２の保持部分１５ｂに取り付けられている。ここでは旋回支承部が、第２の受容区分１２ｃに設けられた旋回ヘッド１７及び第２の保持部分１５ｂの、挿入体１３に向いていて鉛直に延びる受容面内に設けられた凹設部１９から成っており、該凹設部内に前記旋回ヘッドが支承されている。凹設部１９が水平方向に第２の保持部分１５ｂの幅全体にわたって延びている。凹設部１９は、該凹設部の全長にわたって一様な半円形断面を有している。凹設部１９の半円形横断面の半径が旋回ヘッド１７の半径に適合されている。
【００２９】
保持部分１５ａ，１５ｂに配置されたレンズ系ホルダー１２の長手方向軸線が同じく水平方向に向けられており、この場合、レンズ系ホルダー１２の長手方向軸線は発光部４の光軸に対して垂直に延びている。
【００３０】
発光部４と発光側レンズ系７との間の相対位置の調節のために、レンズ系ホルダー１２と挿入体１３との間の相対位置が変えられる。
【００３１】
発光部４の光軸に対して垂直並びに鉛直に延びる平面内での発光側レンズ系７の位置の調節のために、操作部材、例えばロッド状のレバー２０が設けられている。レバー２０を受容して支承するために、第１の受容区分１２ｂが孔２１を有している。孔２１が第１の受容区分１２ｂを軸線方向に貫通している。この場合、孔２１は第１の受容区分１２ｂの中央に断面縮小部を有している。断面縮小部から孔２１の直径が、孔２１の、第１の受容区分１２ｂの正面及び背面の開口に向かって連続的に増大している。レバー２０の受容のためにさらに第１の保持部分１５ａに切欠き２２を設けてあり、該切欠きが第１の保持部分の支持面に開口している。切欠き２２がほぼ半球面状に形成されており、この場合、半球面状の切欠き２２の、支持面での直径がレバー２０の直径よりも大きくなっている。発光側レンズ系７の位置の調節のために、レバー２０が第１の受容区分１２ｂの孔２１内に差し込まれて、該レバー２０の、第１の受容区分１２ｂを越えて突出する前方の端部が第１の保持部分１５ａの切欠き２２に係合している。
【００３２】
レバー２０の後方の端部を変位させることによって、レバー２０が旋回させられる。この場合、レバー２０を第１の受容区分１２ｂの孔２１内に案内してあることに基づき、第１の受容区分１２ｂが支持面の平面内を変位させられる。レバー２０を前述のように第１の受容区分１２ｂの円錐形の孔２１及び第１の保持部分１５ａの切欠き２２内で受容していることによって、レバー２０の変位運動が、第１の受容区分１２ｂ、ひいてはレンズ系ホルダー１２の旋回運動に変換される。該旋回運動に際して、レンズ系ホルダー１２が旋回ヘッド１７によって規定された旋回軸線を中心として旋回させられる。旋回ヘッド１７が必要に応じて第２の保持部分１５ｂの凹設部１９に沿って移動させられる。レンズ系ホルダー１２の所望の調節位置を達成した後に、該調節位置が挿入体１３の固定ねじ１８を用いて固定（ロック）される。
【００３３】
発光部４の光軸の方向での発光側レンズ系７の位置の調節のために、偏心体２３を設けてある。偏心体２３が偏心ディスクとして形成されていて、回転軸線を垂直に挿入体１３に支承されている。偏心ディスクの周面が、レンズ系ホルダー１２の支持区分１２ａの、第２の受容区分１２ｃに向いた端部の領域の背面に接触している。偏心ディスクが該偏心ディスクの上面にレンチ若しくは類似のものを係合させて操作可能である。偏心ディスクの操作によって、偏心ディスクが偏心ディスクの回転軸線を中心として回転させられ、これによってレンズ系ホルダー１２への圧着力が、偏心ディスクの形状に基づき変化する。
【００３４】
圧着力の変化によって、レンズ系ホルダー１２がたわみエレメント１２ｄの領域でたわめられ、その結果、支持区分１２ａが水平方向に旋回させられて、発光側レンズ系７が発光部４へ接近させられ、若しくは発光部から離反運動させられる。偏心体２３によって第１の受容区分１２ｂの旋回ヘッド１７が凹設所１９内へ押圧されているので、レンズ系ホルダー１２のそのつどの調節位置が偏心体２３によって保証されており、この場合、受容区分１２ｃは脚部のばね作用に基づき偏心体２３への圧着ばねを構成している。
【図面の簡単な説明】
【図１】  バーコード読み取り装置として構成された光学式のセンサーの概略図。
【図２】  図１の光学式のセンサーのための調節装置の斜視図。
【図３】  図２の調節装置の平面図。
【図４】  図２及び図３の調節装置のレンズ系ホルダーの斜視図。
【符号の説明】
１  光学的なセンサー、  ２  バーコード、  ３  発光ビーム、  ４  発光部、  ５  反射光、  ６  受光部、  ７  発光側レンズ系、  ８  多角形回転ミラー、  ９  ミラー面、  １２  レンズ系ホルダー、  １２ａ  支持区分、  １２ｂ，１２ｃ  受容区分、  １２ｄ  たわみエレメント、  １３  挿入体、  １４  孔、  １５ａ，１５ｂ  保持部分、  １６  孔、  １７  旋回ヘッド、  １８  固定ねじ、  １９  凹設所、  ２０  レバー、  ２１  孔、  ２２  切欠き、  ２３  偏心体
【図１】
0004554892.tif 000002
【図２】
0004554892.tif 000003
【図３】
0004554892.tif 000004
【図４】
0004554892.tif 000005