(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
情報コードが記録された読取対象に対して照明光を照射し、その反射光を読取口から入射し、結像レンズを含む光学機構を介してリニアセンサにより受けるようにした情報コード読取装置であって、
前記光学機構は、光路を折返す複数の反射鏡を有し、それら複数の反射鏡により、前記反射光の進行方向を１８０度転換させて前記結像レンズを通し、さらに折曲げた上で前記リニアセンサに導く構成とされていると共に、
前記リニアセンサ及び光学機構は、ケースに組付けられてユニット化された光学ユニットとして構成され、その状態で装置本体に取付けられることを特徴とする情報コード読取装置。
【請求項２】
前記光学ユニットには、前記読取対象に照明光を照射する照明装置が、その光軸を前記光学機構に入射する反射光の光軸と平行とするように組付けられていることを特徴とする請求項１記載の情報コード読取装置。
【請求項３】
前記光学ユニットのケースには、前記読取口から入射した反射光の角度を、該読取口の前記装置本体に対する向きに応じて変更するための角度変更用反射鏡が着脱自在に取付けられる取付部が設けられていることを特徴とする請求項１又は２記載の情報コード読取装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、商品の販売管理等に利用されているバーコード等の情報コードを読取る情報コード読取装置に関する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
情報コード読取装置例えばハンディタイプのバーコードリーダの基本的構成を、図８に概略的に示す。即ち、筐体１は、先端部にいわゆる首曲り状の読取ヘッドを有し、その先端面の読取口（読取窓）１ａから、バーコードが記録された読取対象２に対して照明光源３により照明光を照射し、その反射光を読取口１ａから入射して、反射鏡４及び結像レンズ５からなる光学系を介してリニアセンサ６により撮像させるようになっている。そして、リニアセンサ６からの信号が処理回路７に入力されてデコード処理などが行われ、もってバーコードの読取りがなされるようになっている。
【０００３】
ところで、この種のバーコードリーダにおいては、読取対象２からリニアセンサ６までの光路の長さつまり物像間距離が比較的大きくなり、例えば、読取対象２から結像レンズ５までの距離が約９０mm、結像レンズ５からリニアセンサ６までの距離が約３０mmの全体で１２０mmにもなってしまう。このように物像間距離が大きくなることにより、光学系ひいては装置全体（筐体１）の長さ寸法（大きさ）が制約され、さほどの小形化ができない事情があった。
【０００４】
そこで、従来より、光学系のコンパクト化のために、様々な試みがなされている。まず、第１に、結像レンズ５に短焦点レンズを用いることにより、光学系全体を小形化することが考えられている。ところが、このように焦点距離を短くすると、周辺光量比が小さくなってレンズ性能が低下したり、遠くのコードを読取る場合に焦点距離が短いと被写界深度がなくなって読取性能の悪化を招いてしまうといった不具合があった。
【０００５】
また、第２に、図９（ａ）に示すように、結像レンズ５とリニアセンサ６との間の光路を、反射鏡８によって折曲げるようにしたり、図９（ｂ）に示すように、結像レンズ５とリニアセンサ６との間の光路を、２個の反射鏡９，１０によってジグザグ状に折返すことによって、結像レンズ５とリニアセンサ６との間の距離を短くすることも考えられている。しかしながら、これら図９に示す構成では、光学系全体としてその長さ寸法が高々数％短くなる程度であって、さほど小形化に有効とはいえず、逆に組付構造が複雑化するデメリットがあった。
【０００６】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、リニアセンサによって情報コードを読取るものにあって、光学系ひいては全体の小形化を図ることができる情報コード読取装置を提供するにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の情報コード読取装置は、読取口から入射した読取対象からの反射光を、リニアセンサに導くための光学機構を、光路を折返す複数の反射鏡を有して構成し、それら複数の反射鏡により反射光の進行方向を１８０度転換させて結像レンズを通し、さらに折曲げた上でリニアセンサに導かれるように構成すると共に、前記リニアセンサ及び光学機構をケースに組付けてユニット化した光学ユニットとして構成し、その状態で装置本体に取付ける構成としたところに特徴を有する（請求項１の発明）。これによれば、光学機構により、読取口から入射された反射光の光路を、いわばＵ字状に折返してリニアセンサに導くものとすることができるので、光路長が長くなる事情があっても、光学系全体としての長さ方向の寸法を小さくすることができ、ひいては全体の小形化を図ることが可能となる。
【０００８】
しかも、リニアセンサ及び光学機構がユニット化されているので、光学機構を構成する複数の反射鏡や結像レンズ、さらにはリニアセンサを、位置合せ状態で一括して装置本体に組付けることができるようになり、個々に組付ける場合と比較して装置本体への組付けを極めて簡単とすることができる。
【０００９】
またこのとき、その光学ユニットに、読取対象に照明光を照射する照明装置を、その光軸を光学機構に入射する反射光の光軸と平行とするように組付けることができる（請求項２の発明）。これによれば、照明装置についても装置本体に一括して組付けることができ組付けを簡単化することができると共に、照明の光軸を光学機構に入射する反射光の光軸と平行としたことにより、読取対象と装置（照明装置）との間の距離が変動することがあっても、読取対象に対する照明位置が変動してしまうことを未然に防止することができ、読取対象の情報コードに対して安定した照明を行うことができる。
【００１０】
ところで、例えばハンディタイプの情報コード読取装置にあっては、装置本体の筐体全体が真直ぐのストレートタイプと、筐体の読取ヘッド部分が折曲がったいわゆる首曲りタイプとがあり、それらは、筐体の主部に対して反射光が入射する角度（読取口の向き）が相違するものとなっている。そのため、従来では、それら２タイプのものは、筐体や光学機構が別々に製作されていた。
【００１１】
これに対し、光学ユニットのケースに、読取口から入射した反射光の角度を、該読取口の装置本体に対する向きに応じて変更するための角度変更用反射鏡が着脱自在に取付けられる取付部を設ける構成とすることができる（請求項３の発明）。これによれば、取付部への角度変更用反射鏡の着脱によって、反射光が入射する角度（読取口の向き）が相違する２つのタイプのものに対応させることができ、２タイプの装置本体に対し、同じ光学ユニットを使用することができると共に、装置本体の筐体のうち読取ヘッド部を除いた部分を共通とすることができ、ひいては部品の大幅な共通化を図ることができるようになる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をハンディタイプのバーコードリーダに適用した一実施例について、図１ないし図７を参照しながら説明する。尚、本実施例におけるバーコードリーダは、ハンディターミナルと称されるもので、バーコードの読取りだけでなく、読取ったバーコードデータの処理や記憶、さらには管理コンピュータ等の外部とのデータ通信の機能などをも備えたものである。また、本実施例では、ストレートタイプ（図１，図６参照）と首曲りタイプ（図２，図７参照）との２つのタイプのバーコードリーダ１１，１２を、そのほとんどの構成部品（装置本体及び光学ユニット）を共通化して製造する場合を例としている。
【００１３】
図６は、本実施例に係る情報コード読取装置たるストレートタイプのバーコードリーダ１１の外観構成を概略的に示している。このバーコードリーダ１１は、装置本体１３に、図示しない読取対象に記録されたバーコードを撮像するための光学ユニット１４を組付けると共に、ストレート用読取口カバー１５を取付けて構成される。
【００１４】
そのうち装置本体１３は、図５にも示すように、上ケース１６ａと下ケース１６ｂとを接合させて構成される筐体主部１６内に、後述するリニアセンサからの撮像データのデコード処理やシステム全体の制御等を行うマイコンを主体とした処理回路等を搭載したメイン基板１７などを配設して構成されている。また、図１及び図２に示すように、前記メイン基板１７の左端部には、後述する光学ユニット１４との電気的接続用のコネクタ１８が配設されている。
【００１５】
前記筐体主部１６は、使用者が片手で持って操作できる程度の、図で左右方向に細長い形状に構成され、その先端側（図で左端側）が前方にやや幅広となると共に、図１及び図２にも示すように、その先端面部及び下面部が開口した形態に形成されている。また、この筐体主部１６の上面部には、タッチパネルを有したＬＣＤ等の表示部１９が設けられていると共に、テンキーやファンクションキー等からなるキー操作部２０が設けられ、筐体主部１６の側面部には、トリガスイッチ２１、外部と赤外線通信を行う赤外線通信部２２、外部とケーブルにより接続されるＲＳ２３２Ｃ用のインタフェース２３が設けられている。図示はしないが、筐体主部１６内には、電源となる二次電池等も組込まれている。
【００１６】
さらに、この筐体主部１６（下ケース１６ｂ）には、図５に示すように、その先端側の開口部内に位置して、光学ユニット１４が嵌込み取付けされる取付部１６ｃが設けられている。そして、前記ストレート用読取口カバー１５は、前記筐体主部１６の開口部部分（先端面とそれに連続する下面）を塞ぐような蓋状をなし、このストレート用読取口カバー１５が筐体主部１６の開口部に取付けられることにより、図で左右方向にストレート状に延びる筐体が構成されるのである。また、このとき、ストレート用読取口カバー１５の先端側の面には、開口部が形成されていると共に、その開口部を塞ぐように透光性を有する防塵プレートが取付けられており、以て読取口（読取窓）２４が形成されている。
【００１７】
さて、前記光学ユニット１４について、図３及び図４も参照して述べる。図１ないし図４に示すように、この光学ユニット１４は、合成樹脂製のケース２５に、情報コードたるバーコードを読取るためのＣＣＤ撮像素子からなるリニアセンサ２６、前記読取口２４から入射した光（読取対象からの反射光）を前記リニアセンサ２６に導くための光学機構２７、読取対象に対し前記読取口２４を通して照明光を照射する照明装置２８を一体的に組付けて構成されている。
【００１８】
前記ケース２５は、側方から見てほぼＬ字状をなし、そのうち縦方向に延びる部位の上端部に、前記リニアセンサ２６が下向きに取付けられていると共に、光学機構２７を構成する部品が次のように取付けられている。即ち、図１及び図３に示すように、前記リニアセンサ２６の下方には第１の反射鏡２９が右斜め上を向いて設けられ、その第１の反射鏡２９の図で右方には結像レンズ３０が左右方向を向いて設けられ、さらにその結像レンズ３０の右方には第２の反射鏡３１が左斜め下向きに設けられ、その第２の反射鏡３１の下方には第３の反射鏡３２が左斜め上向きに設けられている。
【００１９】
これにより、読取口２４から右方に向けて入射した反射光が、第３の反射鏡３２により上方に折曲げられ、次いで第２の反射鏡３１により左方に折曲げられ、さらに結像レンズ３０を通って第１の反射鏡２９により上方に折曲げられてリニアセンサ２６により受光されるという光路Ｌが形成される。これにて、第２及び第３の反射鏡３１及び３２によって、反射光の進行方向が１８０度転換されるようになっている。尚、この場合、読取対象から結像レンズ３０までの光路Ｌの距離が約９０mm、結像レンズ３０からリニアセンサ２６までの光路Ｌの距離が約３０mmとされている。
【００２０】
また、前記照明装置２８は、図で左向きに設けられた例えば複数個のＬＥＤ２８ａとその左側に設けられた照明用レンズ２８ｂとからなり、この場合、図３に示すように、前記第３の反射鏡３２の左右部位に各３個ずつのＬＥＤ２８ａを有すると共に、それらに対応した一対の照明用レンズ２８ｂを有して構成される。このとき、照明装置２８の光軸が、光学機構２７（第３の反射鏡３２）に入射する反射光の光軸と平行となる（水平方向に重なる）ように組付けられている。
【００２１】
さらに、前記ケース２５の左下の角部部分には、角度変更用反射鏡たる第４の反射鏡３３が着脱可能に取付けられる取付部２５ａが設けられている。この第４の反射鏡３３は、読取口から入射した反射光の角度を、該読取口の装置本体１３に対する向きに応じて変更するためのものであり、後述する首曲りタイプのバーコードリーダ１２に用いられるようになっている。
【００２２】
この第４の反射鏡３３は、照明装置２８からの照明光をも折曲げるような幅広に構成され、その左右両端部に取付部材３４を有しており、その取付部材３４が取付部２５ａにねじ止めされることにより、ケース２５に右斜め下向きに取付けることができるようになっている、取付部２５ａに第４の反射鏡３３が取付けられた状態では、図２に示すように、左斜め下方向から入射した反射光が、右方に折曲げられて第３の反射鏡３２に至るような光路Ｌが構成されるようになっている。
【００２３】
このように構成された光学ユニット１４は、そのケース２５が、前記ストレート用読取口カバー１５が取外された状態の筐体主部１６の取付部１６ｃに対して嵌込まれた上で、複数箇所にてねじ止めされることにより装置本体１３に組付けられるようになっている。また、図示はしないが、これと共に、ケース２５から右方に導出されたリード線が、前記メイン基板１７のコネクタ１８に電気的に接続されるようになっている。そして、ストレート用読取口カバー１５が取付けられた状態では、上述のように、読取口２４から入射した反射光が、光路Ｌを通るようになっている。
【００２４】
これに対し、図７は、本実施例に係る情報コード読取装置たる首曲りタイプのバーコードリーダ１２の外観構成を概略的に示している。このバーコードリーダ１２は、上記した装置本体１３に、光学ユニット１４を組付けると共に、首曲り用読取口カバー３５を取付けて構成される。このとき、図２にも示すように、首曲り用読取口カバー３５は、左斜め下方にやや突出するような形状をなし、その下面部に開口部が形成されていると共に、その開口部を塞ぐように透光性を有する防塵プレートが取付けられており、以て斜め下方を向く読取口（読取窓）３６が形成されている。
【００２５】
そして、前記光学ユニット１４においては、ケース２５に、第４の反射鏡３３が取付けられている。これにて、図２に示すように、前記読取口３６から右斜め上方に向けて入射した反射光は、第４の反射鏡３３により右方に折曲げられ、後は上記と同様に、第３の反射鏡３２により上方に折曲げられ、次いで第２の反射鏡３１により左方に折曲げられ、さらに結像レンズ３０を通って第１の反射鏡２９により上方に折曲げられてリニアセンサ２６により受光されるという光路Ｌが形成されるのである。
【００２６】
次に、上記構成の作用について述べる。上記のように構成されたストレートタイプのバーコードリーダ１１にあって、バーコードを読取らせるにあたっては、使用者は、バーコードリーダ１１を持ってその先端部の読取口２４を、読取対象（伝票、ラベル、カタログ等）に記録されたバーコードに宛がうように近接させ、トリガスイッチ２１をオン操作する。
【００２７】
すると、照明装置２８により読取対象に照明がなされ、その反射光が読取口２４から光学ユニット１４（光学機構２７）に入射され、図１及び図３に示すような光路Ｌを通ってリニアセンサ２６による撮像がなされ、ひいてはバーコードが読取られる。この場合、第３の反射鏡３２及び第２の反射鏡３１によって読取口２４から入射された反射光の光路Ｌが、いわばＵ字状に折返され、その後結像レンズ３０を通してリニアセンサ２６に導かれるので、全体としての光路長が長くなる事情があっても、光学機構２７全体としての長さ方向の寸法を小さくすることができたのである。
【００２８】
また、照明装置２８による照明光の光軸を光学機構２７に入射する反射光の光軸と平行としたことにより、読取対象と光学機構２７（照明装置２８）との間の距離が変動することがあっても、読取対象に対する照明位置が変動してしまうことを未然に防止することができ、読取対象のバーコードに対して安定した照明を行うことができるようになる。
【００２９】
そして、このとき、光学機構２７を構成する複数の反射鏡２９，３１，３２や結像レンズ３０、及びリニアセンサ２６、更には照明装置２８を、ケース２５に組付けて光学ユニット１４として構成し、これを装置本体１３に組付ける構成としたので、それら複数の部品を位置合せ状態で一括して装置本体１３に組付けることができるようになり、個々に組付ける場合と比較して装置本体１３への組付けを極めて簡単とすることができたのである。
【００３０】
一方、上記のように構成された首曲りタイプのバーコードリーダ１２にあっても、その先端部の読取口３６を、読取対象に記録されたバーコードに宛がうように近接させ、トリガスイッチ２１をオン操作すると、照明装置２８により読取対象に照明がなされ、その反射光が読取口３６から光学ユニット１４（光学機構２７）に入射され、図２に示すような光路Ｌを通ってリニアセンサ２６による撮像がなされ、バーコードが読取られる。
【００３１】
この場合には、照明装置２８から発せられた照明光は、第４の反射鏡３３により折曲げられて読取口３６を通して読取対象に照射されるようになり、また、その反射光は、読取口３６から入射された後、第４の反射鏡３３により折曲げられた上で、上記バーコードリーダ１１と同様に、第３の反射鏡３２及び第２の反射鏡３１によっていわばＵ字状に折返され、その後結像レンズ３０を通してリニアセンサ２６に導かれるようになる。
【００３２】
従って、全体としての光路長が長くなる事情があっても、光学機構２７全体としての長さ方向の寸法を小さくすることができ、また、照明装置２８による照明光の光軸を光学機構２７に入射する反射光の光軸と平行とすることができて、読取対象のバーコードに対して安定した照明を行うことができるのである。このとき、第４の反射鏡３３をケース２５の取付部２５ａに装着するだけで、上記バーコードリーダ１１と同様の光学ユニット１４を用いることができるので、タイプの異なる２つのバーコードリーダ１１，１２に関して、読取口カバー１５，３５を除いた装置本体１３及び光学ユニット１４を共通化することができ、部品の大幅な共通化を図ることができたのである。
【００３３】
このように本実施例によれば、リニアセンサ２６によってバーコードを読取るものにあって、光学機構２７を、第３の反射鏡３２及び第２の反射鏡３１によって反射光の光路ＬをいわばＵ字状に折返す構成としたので、全体としての光路長が長くなる事情があっても、光学機構２７全体としての長さ方向の寸法を小さくすることができ、ひいては全体の小形化を図ることができるという優れた効果を得ることができる。ちなみに、本実施例の光学機構２７にあっては、図８に示した従来のものに比べて、長さ方向の寸法を約１／４とすることができた。
【００３４】
また、特に本実施例では、リニアセンサ２６及び光学機構２７並びに照明装置２８をケース２５に組付けてユニット化した光学ユニット１４として構成したので、それら複数の部品を位置合せ状態で一括して装置本体１３に組付けることができ、組付けを極めて簡単とすることができる。しかも、第４の反射鏡３３の着脱によって、光学ユニット１４をストレートと首曲りの２つのタイプのバーコードリーダ１１，１２のいずれにも使用でき、部品の大幅な共通化を図ることができるというメリットも得ることができるものである。
【００３５】
尚、上記実施例のバーコードリーダ１１，１２は、リニアセンサ２６による撮像データを処理する処理回路も含んだいわゆるハンディターミナルとして構成したが、本発明の情報コード読取装置としては、ホストコンピュータに接続されるハンディタイプのもの、つまり画像の読取だけを行ってデータ処理等をホストコンピュータ側で行うタイプのものに適用しても良く、あるいは、据付け固定されるタイプのものにも適用することも可能である。
【００３６】
その他、照明装置２８の光軸を、反射光の光軸と必ずしも平行としなくても良く、さらには、使用者に読取位置を教える位置合せ用のマーカ光を照射する構成としても良く、そのマーカ光の光源をも光学ユニットに一体的に組付ける構成とすることもできる等、本発明は要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更して実施することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示すもので、ストレートタイプのバーコードリーダの先端部分を示す概略的縦断面図
【図２】首曲りタイプのバーコードリーダの先端部分を示す概略的縦断面図
【図３】光学ユニットの構成を概略的に示す図
【図４】光学ユニットの概略的底面図
【図５】装置本体を示す側面図
【図６】ストレートタイプのバーコードリーダの側面図
【図７】首曲りタイプのバーコードリーダの側面図
【図８】従来例を示すもので、バーコードリーダの基本的構成を示す図
【図９】光路の一部を折曲げ構造とした２つの例を示す図
【符号の説明】
図面中、１１，１２はバーコードリーダ（情報コード読取装置）、１３は装置本体、１４は光学ユニット、１５はストレート用読取口カバー、１６は筐体主部、１７はメイン基板、２４，３６は読取口、２５はケース、２５ａは取付部、２６はリニアセンサ、２７は光学機構、２８は照明装置、３０は結像レンズ、３１は第２の反射鏡、３２は第３の反射鏡、３３は第４の反射鏡（角度変更用反射鏡）、３５は首曲り用読取口カバー、Ｌは光路を示す。
【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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