(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
バーコードを読み取るために、発光手段からの照射光を照射対象としてのバーコードに照射するバーコード照射用レンズであって、
前記発光手段からの照射光の一部を入射して、少なくともバーコードのバーの長さ方向にはほとんど広がらない状態として出射する第１レンズ部と、
前記発光手段からの照射光の一部を入射して、少なくともバーコードのバーの長さ方向に広がる状態として出射する第２レンズ部とを一体に有し、
前記第１レンズ部と前記第２レンズ部とが、照射対象としてのバーコードのバーの配列方向に長く形成され、該配列方向とは直交する方向に配列されていることを特徴とするバーコード照射用レンズ。
【請求項２】
前記発光手段からの照射光が入射する入射面は、少なくとも角度を有する２面からなり、該２面の一方が前記第１レンズ部に属し、他方が前記第２レンズ部に属することを特徴とする請求項１記載のバーコード照射用レンズ。
【請求項３】
前記２面の接触部分は、角部を形成することを特徴とする請求項２記載のバーコード照射用レンズ。
【請求項４】
前記発光手段からの照射光が出射する出射面は、照射対象としてのバーコードのバーの配列方向とは直交する方向に湾曲する滑らかな凸面を形成していることを特徴とする請求項１〜３のいずれか記載のバーコード照射用レンズ。
【請求項５】
前記第１レンズ部および前記第２レンズ部は、照射対象としてのバーコードのバーの配列方向においては、前記発光手段からの照射光を広げることを特徴とする請求項１〜４のいずれか記載のバーコード照射用レンズ。
【請求項６】
１つの点光源または２つ以上の配列した点光源としての前記発光手段の各点光源からの照射光が入射する前記第１レンズ部および前記第２レンズ部の入射面に、照射対象としてのバーコードのバーの配列方向に湾曲する凹面を形成することにより、前記各点光源からの照射光を、照射対象としてのバーコードのバーの配列方向において広げることを特徴とする請求項５記載のバーコード照射用レンズ。
【請求項７】
発光手段からの照射光をケースの読取口を介してケース内部からケース外部の読み取り対象としてのバーコードに照射することで、該バーコードからの反射光を前記読取口を介してケース内部の受光手段に結像して、該受光手段にて前記バーコードの画像を読み取るバーコード読取装置であって、
前記発光手段と前記読取口との間に配置されるバーコード照射用レンズとして、請求項１〜６のいずれか記載のバーコード照射用レンズを用いたことを特徴とするバーコード読取装置。
【請求項８】
前記発光手段は、発光ダイオードを１つまたは２つ以上配列した点光源であることを特徴とする請求項７記載のバーコード読取装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、読取口から離れた位置のバーコードも読み取り可能なバーコード読取装置および、このバーコード読取装置に用いるバーコード照射用レンズに関する。
【０００２】
【従来の技術】
発光ダイオード等の発光手段から、商品などに付着されているバーコードに照射した光の反射光を、受光素子が配列された受光手段に結像し、該受光手段にて前記バーコードの画像を読み取るバーコード読取装置が知られている。
【０００３】
通常、このようなバーコード読取装置は、バーコード読取装置のケースに設けられた読取口をバーコードにほぼ接触させた状態で、発光手段からの光を読取口を介してバーコードに照射し、このバーコードから反射された光を、同じ読取口からバーコード読取装置のケース内に導いて、受光手段に結像している。
【０００４】
このようなバーコード読取装置では、バーコード読取装置を、バーコードが付着されている商品のところまで持って行く必要があるので、読み取り作業が面倒であるという問題があった。
この問題点を解決するものとして、バーコード読取装置の読取口の近傍に存在するバーコードのみでなく、読取口近傍から数１０ｃｍ（例えば、３０〜５０ｃｍ）離れたバーコードまでを、受光手段に結像して読み取らせることにより、読み取り毎にバーコード読取装置を商品に近づける動作を行うことなく、効率的にバーコードを読み取らせるいわゆる大深度バーコード読取装置が考えられる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、通常のバーコードにて使用されている発光手段からの照射光は、読取口全体から照射されるように、バーコード照射用レンズが設定されている。これは、読取口にバーコードをほぼ接して読み取る場合には、バーコード読取装置のケースが死角となって、バーコードが見にくくなるので、なるべく照射光を広げて、バーコードに対して読取口が少々ずれていても光線がバーコードに確実に当たるようにするためである。
【０００６】
しかし、このように読取口全体から照射されるようにバーコード照射用レンズを照射光を広げるように設定すると、読取口から離れたバーコードの位置には、極めて弱い光しか到達せず、バーコードの読取口が読み取ろうとするバーコードに向けられているのか否かが明確とならずに、読み取りを間違えるおそれがあった。あるいは、照射方向が読取口直前ではバーコードに照射されるが、読取口から離れるにしたがって、照射光が読取口の正面から外れて、正面にあるバーコードを照射せず、読み取りができなくなるおそれもあった。
【０００７】
このため、大深度のバーコード読取装置では、少なくともバーコードのバーの長さ方向（バーコードのバーの配列方向とは直交する方向、あるいはバーコードの長さ方向とは直交する方向）にはほとんど広がらない照射光を読み取り位置に向かって照射して、その光により、バーコード読取装置の操作者に読み取り位置を知らせて、正確に必要なバーコードをねらえるようにすることが考えられる。
【０００８】
しかしながら、このように、バーコード照射用レンズを照射光を広げないように設定した場合には、読取口の位置でも照射光はほとんど広がることがない。したがって、読取口の位置では極めて狭い範囲のみを照射することになる。このことは、前述したごとく、バーコード読取装置のケースが死角となって、バーコードが見にくくなり、光線がバーコードに確実に当たっているか否かが判明せず、一度の操作では読み取れず、読み取り操作効率を低下してしまうことがあった。
【０００９】
発光手段とバーコード照射用レンズとの組を２組設け、一方の組の発光手段からの照射光は、同じ組のバーコード照射用レンズにて広げて読取口近傍のバーコード照射用とし、他方の組の発光手段からの照射光は、同じ組のバーコード照射用レンズにてほとんど広げることなく、読取口から離れた位置のバーコードを照射するように構成することも考えられる。
【００１０】
しかし、このように発光手段とバーコード照射用レンズとの組を２組設けることは、コスト的に問題があると共に、携帯性を高めるためにコンパクトに形成されているバーコード読取装置の内部に２組も配置することは、読取口から入ってくる反射光の光路を確保する必要もある点から極めて困難であり、バーコード読取装置の大型化を招き、作業効率の低下を招くおそれがあった。
【００１１】
本発明は、大深度バーコード読取装置において、大型化やコストアップすることなく、読取口近傍のバーコードの読み取り作業においては読取口に十分に広がる照射光を出力し、読取口から離れたバーコードの読み取り作業のためには読み取り対象のバーコードを確実に照らして操作者に認知させることが可能な照射光を出力できるバーコード照射用レンズおよびバーコード読取装置の提供を目的とするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
本発明のバーコード照射用レンズは、第１レンズ部と第２レンズ部とを備えている。第１レンズ部では、発光手段からの照射光の一部を入射して、少なくともバーコードのバーの長さ方向にはほとんど広がらない状態として出射する。そして、第２レンズ部では、発光手段からの照射光の一部を入射して、少なくともバーコードのバーの長さ方向に広がる状態として出射する。
【００１３】
このようにバーコード照射用レンズは、上述した機能を有する２つのレンズ部を有しているので、発光手段として１列の発光ダイオード（もちろん１つのダイオードでも良いが）を用いた場合でも、その一部の照射光が第２レンズ部を介すことにより、バーコード照射用レンズを組み込んだバーコード読取装置の読取口部分で十分な広がりを実現することができ、読取口近傍のバーコードを確実に照射することができる。更に、他の一部の照射光は第１レンズ部を介すことによりほとんど広がることないので、読取口から離れた位置のバーコードに対しても、その照射光の到達を視認でき、このことにより、操作者は読み取り対象のバーコードを確実に捉えることができ、確実な読み取り作業が可能となる。
【００１４】
しかも、バーコード照射用レンズを第１レンズ部と第２レンズ部との２つの部分に分けることで、上述したごとく発光手段から２種類の照射光を出力できるので、このバーコード照射用レンズを組み込んだバーコード読取装置は大型化せず、高い作業性を維持でき、製造コストも抑制できる。
【００１５】
前記バーコード照射用レンズは、透明材料による一体成形にて、前記第１レンズ部と前記第２レンズ部とを形成することができる。例えば、樹脂により一体形成することができる。
前記バーコード照射用レンズの、より具体的な形状は次のように構成することができる。
【００１６】
すなわち、バーコード照射用レンズは、照射対象としてのバーコードのバーの配列方向（バーの長さ方向とは直交する方向、あるいはバーコードの長さ方向）に長く形成され、該配列方向とは直交する方向に、第１レンズ部と第２レンズ部とが配列されているように構成することができる。すなわち、バーコードのバーの配列方向に薄く伸びる層状に第１レンズ部と第２レンズ部とを形成しても良い。
【００１７】
このことにより、発光手段から出射された光が第１レンズ部および第２レンズ部に到達すると、第１レンズ部を透過した光は、少なくともバーコードのバーの長さ方向にはほとんど広がらない状態としてケース外部に出射され、バーコード読取装置の読取口から離れたバーコードに対する、視認できる照射光としての役割を果たす。第２レンズ部を透過した光は、少なくともバーコードのバーの長さ方向に広がる状態としてバーコード読取装置の読取口から外部に出射され、読取口近傍のバーコードに対する照射光としての役割を果たす。
【００１８】
なお、発光手段からの照射光が入射するバーコード照射用レンズの入射面は、少なくとも角度を有する２面からなり、該２面の一方が第１レンズ部に属し、他方が前記第２レンズ部に属するように構成することができる。例えば、前記２面の接触部分は、角部を形成するように構成する。
【００１９】
一方、発光手段からの照射光が出射するバーコード照射用レンズの出射面は、バーコードのバーの配列方向（バーコード読取装置で言えば、読取口の左右方向あるいは読取口の幅方向）とは直交する方向に湾曲する滑らかな凸面を形成するように構成することができる。
【００２０】
このように構成することにより、発光手段からの光は、角度を有する２面からなるバーコード照射用レンズの入射面にて、２つの方向に別れ、バーコード照射用レンズの出射面からは、一部の光は少なくともバーコードのバーの長さ方向にはほとんど広がらずに出射し、他の一部の光は少なくともバーコードのバーの長さ方向には広がって出射する。このことにより、発光手段からの照射光が前述した２つの役割を果たすことになる。
【００２１】
なお、バーコード照射用レンズの第１レンズ部および第２レンズ部は、照射対象としてのバーコードのバーの配列方向においては、発光手段からの照射光を広げることとしても良く、バーコードのバーの配列方向においては、照射光を十分に広く照射することができる。
【００２２】
１つの点光源または２つ以上の配列した点光源としての前記発光手段（例えば、発光ダイオード）の各点光源からの照射光が入射する第１レンズ部および第２レンズ部の入射面に、照射対象としてのバーコードのバーの配列方向に湾曲する凹面を形成することにより、各点光源からの照射光を、照射対象としてのバーコードのバーの配列方向において広げるように構成しても良い。
【００２３】
発光手段からの照射光をケースの読取口を介してケース内部からケース外部の読み取り対象としてのバーコードに照射することで、該バーコードからの反射光を読取口を介してケース内部の受光手段に結像して、該受光手段にてバーコードの画像を読み取るバーコード読取装置において、発光手段と読取口との間に配置されるバーコード照射用レンズとして、前述したいずれかのバーコード照射用レンズを用いることにより、前述した効果を生じさせることができる。
【００２４】
ここで、発光手段としては、発光ダイオードを１つまたは２つ以上配列した点光源を挙げることができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施の形態について、図に基づいて説明する。図１はバーコード読取装置４の概略断面図であり、図２はその制御系統のブロック図である。
バーコード読取装置４は、ケース１２、読取部１４、データ処理出力部１６、および電源部１８を備えている。
【００２６】
ケース１２の前方部の内部には読取部１４が配置され、また、ケース１２の後方部は操作者が手で握るための把持部２０を形成している。ケース１２の前方部の下部には、左右（図１では紙面に垂直方向）に長い、すなわち幅方向に長い読取口２２が設けられ、読取口２２の奥には、防塵プレート２４が配置されて、読取口２２を閉塞している。このことにより、塵が読取口２２からケース１２内部に侵入するのを防止している。また、防塵プレート２４は、少なくとも下に述べる読み取り光としての赤色の光は通過可能である。
【００２７】
読取部１４は、照射用赤色発光ダイオード２６（発光手段に該当）、発光駆動回路２８、バーコード照射用レンズ３０、反射鏡３２、結像レンズ３４および光学的センサ３６（受光手段に該当）を備えている。発光駆動回路２８により照射用赤色発光ダイオード２６が発光すると、その赤色光は防塵プレート２４を通過して、ケース１２外部のバーコード８を照射する。図１では、バーコード８のバー配列方向と読取口２２の幅方向とを合わせて、バーコード８を読取口２２にほぼ接触した状態にて、赤色光でバーコード８を照射している場合を示している。
【００２８】
バーコード８により反射された赤色光は、再度、防塵プレート２４からケース１２内に入り、反射鏡３２で反射されて、縦長絞りを前面に備えた結像レンズ３４に入射し、結像レンズ３４を介して、受光素子がリニアに１列配列された光学的センサ３６にバーコード８の像を、その各バーの配列方向（バーコード８の長さ方向）と光学的センサ３６の受光素子の配列方向とが同じ方向で結像させる。このバーコード８の像を光電変換して読み取った光学的センサ３６は、像のパターンを表す電気信号としてデータ処理出力部１６側に出力する。
【００２９】
なお、反射鏡３２および結像レンズ３４からなる結像系は、少なくとも読取口２２の位置と、その読取口２２の位置から数１０ｃｍ（例えば、３０〜５０ｃｍ）離れた位置までのバーコード８，５８について読み取ることができるように大深度の結像系として構成されている。
【００３０】
また、光学的センサ３６は、受光素子が１列に配列されているファクシミリ装置の原稿読み取り用撮像素子を用いている。
ケース１２内部のデータ処理出力部１６には、基板３８上に、波形整形部４０、メモリ４２、マイクロコンピュータ４４、およびレジスタやホストコンピュータ等の本体装置への出力回路４６が備えられている。データ処理出力部１６は、読取部１４からバーコード８の読み取りデータを、波形整形部４０を介して入力すると、マイクロコンピュータ４４の処理により、そのデータをデコード（解読）して、バーコード８が表している情報を得、その情報をメモリ４２に一旦記憶する。次に、このメモリ４２内に記憶された情報を出力回路４６により、所定タイミングで、光や電波による無線通信あるいは有線で本体装置へ送信する。
【００３１】
また読取部１４が収納されている部分の、光路に影響しない位置に、ブザー装置４８が設けられ、マイクロコンピュータ４４にてバーコード８のデコードに成功した場合に、ブザー装置４８を鳴動させるようにしている。
また、電源部１８は、電池１８ａが電源として収納されている。
【００３２】
マイクロコンピュータ４４は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ，Ｉ／Ｏ等を備えて、上述したデータ処理出力部１６として必要な処理を実行している。
次に、照射用赤色発光ダイオード２６とバーコード照射用レンズ３０の関係を図３に示す。
【００３３】
照射用赤色発光ダイオード２６は図５に示すごとく、ケース１２の左右方向（バーコード８のバー配列方向、読取口２２の幅方向、図３における紙面垂直方向）に並んで２つ備えられ、読み取り時にはそれぞれの位置で、バーコード照射用レンズ３０に向けて赤色光を出射する。
【００３４】
バーコード照射用レンズ３０は、透明な樹脂で一体成形された樹脂レンズであり、図４（ａ）に示すごとく、ケース１２の左右方向に細長い形状をなしている。このバーコード照射用レンズ３０には、図４（ｂ）に示すＹ−Ｙ断面図に表れているごとく、ケース１２の左右方向に伸びる面Ｘ−Ｘを境界とする第１レンズ部３０ａと第２レンズ部３０ｂとが存在する。なお、図４（ｃ）は、面Ｘ−Ｘを断面として表した断面図である。
【００３５】
照射用赤色発光ダイオード２６からの照射光が入射するバーコード照射用レンズ３０の入射面は、第１レンズ部３０ａ側の入射面５０ａと第２レンズ部３０ｂ側の入射面５０ｂとの２面からなる。これらの入射面５０ａ，５０ｂは平面状であるが、左右２箇所で、出射側に向かって左右方向に湾曲して凹部５２ａ，５２ｂが形成されている。そして、この入射面５０ａ，５０ｂの境界部は、入射面５０ａ，５０ｂ同士が角度を持って交差しているので、ケース１２の左右方向に伸び、バーコード照射用レンズ３０の外側に突出する角部５１を形成している。
【００３６】
また、照射用赤色発光ダイオード２６からの照射光が出射するバーコード照射用レンズ３０の出射面は、ケース１２の左右方向では直線状であるが、それと直交する方向では外側に突出するように湾曲し、第１レンズ部３０ａ側の出射面５４ａと第２レンズ部３０ｂ側の出射面５４ｂとは滑らかで境目のない凸面を形成している。
【００３７】
このような構成のバーコード照射用レンズ３０に照射用赤色発光ダイオード２６から出射した光が入射すると、第１レンズ部３０ａ側では、入射面５０ａから入射して出射面５４ａからケース１２の読取口２２に向かって出射される。また、第２レンズ部３０ｂ側では、入射面５０ｂから入射して出射面５４ｂからケース１２の読取口２２に向かって出射される。
【００３８】
ここで、入射面５０ａ，５０ｂ間の角度の違い、および出射面５４ａ，５４ｂ間の曲率の違いにより、第１レンズ部３０ａ側の出射面５４ａから出射した照射光Ｌ１は、ほとんど広がることなく、反射鏡３２により反射されて光学的センサ３６に結像させることができる反射光Ｌ３が来る方向に正確に向けられるように第１レンズ部３０ａの入射面５０ａや出射面５４ａおよびバーコード照射用レンズ３０の配置が設定されている。
【００３９】
また、第２レンズ部３０ｂ側の出射面５４ｂから出射した照射光Ｌ２は、次第に広がり、読取口２２部分では、その読取口２２の幅方向にも幅方向に直交する方向にも広がって（一部の出射光はケース１２の内面に当たっても良い。）、ケース１２外部に出射される。
【００４０】
このため、図６に示すごとく、バーコード読取装置４の読取口２２から数１０ｃｍ離れたバーコード５８の位置でも、第１レンズ部３０ａ側の出射面５４ａから出射した照射光Ｌ１は、バーコード５８のバーの長さ方向には、ほとんど広がっていないので、赤い光のラインとして、バーコード読取装置４の操作者は認識することができる。したがって、視認によりバーコード５８へ照射光Ｌ１を照射すれば、その位置のバーコード５８が光学的センサ３６に結像するので、バーコード５８の内容をデコードすることができる。
【００４１】
なお、第２レンズ部３０ｂ側の出射面５４ｂから出射した照射光Ｌ２は、読取口２２部分で読取口２２の全体に広がるようにされていれば十分であるので、図６に示すごとく、読取口２２から数１０ｃｍ離れたバーコード５８の位置ではバーコード５８からずれていても問題はない。更に、バーコード５８の距離では照射光Ｌ２は十分にバーコード５８のバーの長さ方向にもバーの配列方向にも広がっていて、操作者は視認できない。このため、第１レンズ部３０ａ側の出射面５４ａから出射した照射光Ｌ１と間違えることはない。
【００４２】
しかも、バーコード照射用レンズ３０を第１レンズ部３０ａと第２レンズ部３０ｂとの２つの部分に分けることで、従来と同様に１列に配置された照射用赤色発光ダイオード２６から２種類の照射光Ｌ１，Ｌ２を出力できるので、バーコード読取装置４は大型化せず、高い作業性を維持でき、製造コストのアップも招かない。
【００４３】
［その他］
前記実施の形態では、ケース１２の左右に１列に配列されている２つの照射用赤色発光ダイオード２６を用いたが、照射用赤色発光ダイオード２６は読み取りに十分な光量があれば１つでも良く、また、必要に応じて１列に３つ以上の照射用赤色発光ダイオード２６を配置しても良い。
【００４４】
図３のごとく、第１レンズ部３０ａは第２レンズ部３０ｂよりも上側（ケース１２を操作者が把持した場合での上側）に配置されていたが、第２レンズ部３０ｂを第１レンズ部３０ａよりも上側に配置する構成としても良い。
また、前記実施の形態では、入射面５０ａ，５０ｂは平面状で、出射面５４ａ，５４ｂは上下方向に湾曲する曲面であったが、形状を入れ替えて入射面５０ａ，５０ｂは上下方向に湾曲する曲面とし、出射面５４ａ，５４ｂは平面状としても良い。
【００４５】
また、前記実施の形態では、両入射面５０ａ，５０ｂ間に角部５１が形成されていたが、入射面５０ａ，５０ｂは角度がない同一平面とし、出射面５４ａ，５４ｂの間に角度を設けても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】  一実施の形態としてのバーコード読取装置の概略断面図である。
【図２】  そのバーコード読取装置の制御系統のブロック図である。
【図３】  そのバーコード読取装置の照射用赤色発光ダイオードおよびバーコード照射用レンズの配置および機能を示す拡大説明図である。
【図４】  一実施の形態としてのバーコード照射用レンズの形状説明図である。
【図５】  そのバーコード照射用レンズによる左右方向への照射光の広がりを示す説明図である。
【図６】  読取口から離れたバーコードの読み取り状態を示す説明図である。
【符号の説明】
４…バーコード読取装置      ８，５８…バーコード    １２…ケース
１４…読取部    １６…データ処理出力部    １８…電源部
１８ａ…電池    ２０…把持部    ２２…読取口    ２４…防塵プレート
２６…照射用赤色発光ダイオード    ２８…発光駆動回路
３０…バーコード照射用レンズ
３０ａ…第１レンズ部    ３０ｂ…第２レンズ部
３２…反射鏡    ３４…結像レンズ    ３６…光学的センサ
３８…基板    ４０…波形整形部    ４２…メモリ
４４…マイクロコンピュータ    ４６…出力回路    ４８…ブザー装置
５０ａ，５０ｂ…入射面    ５１…角部    ５２ａ，５２ｂ…凹部
５４ａ，５４ｂ…出射面    ５８…バーコード    Ｌ１…広がる照射光
Ｌ２…広がらない照射光    Ｌ３…反射光
【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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