(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
読み取り光を射出する光源と、
この光源に対して相対的に上下に配置された回動可能な走査用ミラーと、前記読み取り光を読み取るべき光学パターン上で走査させるために、前記走査用ミラーを回動駆動する駆動手段とを有する走査部と、
少なくとも二つの反射面を有し、前記光源から射出された読み取り光を二つの反射面で順次反射させて入射方向とは反対方向に射出して、前記走査用ミラーの回動中心軸に対してほぼ直交する方向に前記読み取り光を入射させる補助ミラーと、
前記読み取り光を光学パターン上で走査させて得られた反射光を受光する光検出器とを有することを特徴とする情報読み取り装置。
【請求項２】
請求項１記載の情報読み取り装置において、
前記走査用ミラーは、少なくとも二つの反射面を有し、前記補助ミラーから入射された前記読み取り光を二つの反射面で順次反射させて入射方向と反対方向に射出して、前記光学パターン上を走査するよう構成したことを特徴とする情報読み取り装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の情報読み取り装置において、
前記読み取り光を光学パターン上で走査させて得られた反射光を集光して前記光検出器に入射させる集光ミラーを設けたことを特徴とする情報読み取り装置。
【請求項４】
請求項３記載の情報読み取り装置において、
前記集光ミラーを、前記補助ミラーを中心として両側に一体的に設けたことを特徴とする情報読み取り装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば、物品に印刷あるいは貼付されたバーコード等の光学パターンを読み取る情報読み取り装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の情報読み取り装置は、従来種々の方式のものが提案されており、本出願人も、例えば、特開平８−１６７０１号公報において、同一基板上に、レーザダイオード、第１，第２の反射部を有する反射手段、光検出器、および反射手段を回動させる反射手段駆動装置とを設け、反射手段駆動装置により反射手段を回動させながら、レーザダイオードからのレーザ光を第１の反射部で反射させて光学パターンを走査し、その反射光を第２の反射部で集光して光検出器で受光するようにしたものを提案している。
【０００３】
かかる情報読み取り装置においては、光検出器を、光学パターンからの反射光の光路範囲の内側領域で、かつ反射光を遮らない位置に配置している。したがって、光学パターンの配置状態に影響されることなく、光学パターンを確実に走査して情報を高精度で読み取ることができると共に、コンパクトにできる利点がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、本発明者による種々の検討によれば、上記の情報読み取り装置にあっては、装置を構成する各構成部品を同一基板上に平面的に配置しているため、スペースの利用効率が必ずしも十分ではなく、装置のより小型化が図りにくいという改良すべき点があることが判明した。
【０００５】
この発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、装置をより小型化できるよう適切に構成した情報読み取り装置を提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、この発明に係る情報読み取り装置は、
読み取り光を射出する光源と、
この光源に対して相対的に上下に配置された回動可能な走査用ミラーと、前記読み取り光を読み取るべき光学パターン上で走査させるために、前記走査用ミラーを回動駆動する駆動手段とを有する走査部と、
少なくとも二つの反射面を有し、前記光源から射出された読み取り光を二つの反射面で順次反射させて入射方向とは反対方向に射出して、前記走査用ミラーの回動中心軸に対してほぼ直交する方向に前記読み取り光を入射させる補助ミラーと、
前記読み取り光を光学パターン上で走査させて得られた反射光を受光する光検出器とを有することを特徴とするものである。
【０００７】
前記走査用ミラーは、少なくとも二つの反射面を有し、前記補助ミラーから入射された前記読み取り光を二つの反射面で順次反射させて入射方向と反対方向に射出して、前記光学パターン上を走査するよう構成するのが、補助ミラーからの読み取り光を、走査用ミラーによる読み取り光の走査範囲内から前記走査用ミラーに導くことが可能となり、装置を小型化する点で好ましい。
【０００８】
前記読み取り光を光学パターン上で走査させて得られた反射光を集光して前記光検出器に入射させる集光ミラーを設けるのが、光学パターンでの反射光を光検出器で確実に受光して、情報の読み取りを高精度で行う点で好ましい。
【０００９】
前記集光ミラーを、前記補助ミラーを中心として両側に一体的に設けるのが、さらに装置を小型化する点で好ましい。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１〜図９は、この発明の第１実施形態を示すものである。この実施形態は、ハンディタイプのバーコードリーダを示すもので、図１に示すように、ヘッド部１とグリップ部２とを有し、グリップ部２を手に持ち、ヘッド部１を読み取るべきバーコード３に向けて、グリップ部２に設けたトリガスイッチ（図示せず）を押すことにより、ヘッド部１から読み取り光を放射してバーコード３を走査し、情報を読み取るものである。ヘッド部１は、図２に内部の概略斜視図、図３に断面図、図４に部分平面図をそれぞれ示すように、読み取り光を射出する光源としての半導体レーザ１１、絞り１２、レンズ１３、補助ミラー１４、走査部１５、集光ミラー１６および光検出器１７を有する。
【００１１】
半導体レーザ１１、絞り１２およびレンズ１３は、走査部１５の上部に配置して、半導体レーザ１１から射出される読み取り光を、絞り１２およびレンズ１３を経て平行光束として補助ミラー１４に導くようにする。この実施形態では、半導体レーザ１１をシャーシ２１に固定して設け、絞り１２およびレンズ１３は光軸方向に変位可能にシャーシ２１に設ける。また、半導体レーザ１１と絞り１２との間にはコイルバネ２２を配置し、レンズ１３の配置部にはシャーシ２１に螺合可能にレンズ押さえ環２３を設けて、絞り１２およびレンズ１３をコイルバネ２２とレンズ押さえ環２３との間に挟持すると共に、レンズ押さえ環２３を回動させることにより、絞り１２およびレンズ１３の光軸方向の位置を調整するようにする。
【００１２】
補助ミラー１４は、図示しない保持手段を介してシャーシ２１に固定して設ける。この実施形態では、補助ミラー１４を、二つの反射面１４ａ，１４ｂを有するほぼ直角の反射ミラーをもって構成し、レンズ１３を経て入射する半導体レーザ１１からの読み取り光を反射面１４ａ，１４ｂで順次ほぼ直角に反射させることにより、入射光の方向と平行な方向に出射させて、走査部１５に導くようにする。
【００１３】
走査部１５は、補助ミラー１４を経て入射する読み取り光を反射させて、読み取るべきバーコード３（図１参照）に向ける走査用ミラー２４と、読み取り光によってバーコード３を走査するために、走査用ミラー２４を回動駆動する駆動手段２５とを有する。走査用ミラー２４は、この実施形態では、二つの反射面２４ａ，２４ｂを有するほぼ直角の反射ミラーをもって構成し、この走査用ミラー２４を、補助ミラー１４からの読み取り光を反射面２４ａ，２４ｂで順次ほぼ直角に反射させてバーコード３に向けるように、保持部材２６を介して往復アーム２７の一端部に取り付ける。往復アーム２７は、補助ミラー１４を経て入射する読み取り光に対して、ほぼ直交する方向を回動中心軸Ｏとして回動するように、シャーシ２１に取り付ける。
【００１４】
駆動手段２５は、往復アーム２７の他端部に設けた永久磁石２８と、この永久磁石２８と対向してシャーシ２１に設けたコイル部材２９とを有する。永久磁石２８は、図４に示すように、往復アーム２７の回動方向に対向する端面に磁極を有するように取り付ける。また、コイル部材２９は、ボビン３０に二つのコイル３１ａ，３１ｂを巻装して構成する。コイル３１ａ，３１ｂの各々の端子は、シャーシ２１の上部に取り付けた基板３２に半田付けする。
【００１５】
また、この実施形態では、駆動手段２５による走査用ミラー２４の回動を容易に行い得るようにするため、図４に示す往復アーム２７の中立状態において、往復アーム２７の回動中心軸Ｏ、すなわち走査用ミラー２４の回動中心軸を通って往復アーム２７の直径方向に板バネ３３を延在させ、この板バネ３３の一端部を保持部材２６に取り付け、他端部を取り付け部材３４を介してシャーシ２１に取り付ける。なお、板バネ３３の取り付けにあたっては、保持部材２６および取り付け部材３４にそれぞれボスを形成し、板バネ３３の両端部にはそれぞれボス穴を形成して、これらボス穴を対応する保持部材２６および取り付け部材３４のボスに挿入してクランプ部材３５，３６によりそれぞれクランプする。
【００１６】
光検出器１７は、図４に示す往復アーム２７の中立状態において、走査用ミラー２４の上方に位置するように基板３２に半田付けして設ける。また、集光ミラー１６は、走査用ミラー２４の回動範囲において、走査用ミラー２４を経て入射するバーコード３での読み取り光の反射光を集光して光検出器１７に入射させるように、補助ミラー１４の両側に二つの凹面ミラー１６ａ，１６ｂを設けて構成する。
【００１７】
以下、この実施形態の動作の一例について説明する。
往復アーム２７は、コイル部材２９に電流を供給しない状態では、図４に示す中立状態にある。バーコード３の読み取りにあたっては、図１において説明したように、グリップ部２を手に持ち、ヘッド部１を読み取るべきバーコード３に向ける。この状態で、グリップ部２に設けたトリガスイッチを押すことにより、半導体レーザ１１を附勢して読み取り光を出射させ、その読み取り光を絞り１２、レンズ１３、補助ミラー１４および走査用ミラー２４を経てバーコード３に照射する。
【００１８】
また、トリガスイッチの操作に同期して、コイル部材２９のコイル３１ｂに、パルス状の一方の極性の電流を供給して、例えば図２に示すような磁極方向の磁界を形成する。これにより、コイル部材２９に対向するように往復アーム２７に設けた永久磁石２８の両磁極を、コイル部材２９に対して一方は反発させ、他方は吸引させて、永久磁石２８、往復アーム２７および走査用ミラー２４を、板バネ３３の弾性力に抗して回転中心軸Ｏを中心に、例えば図５に部分平面図を示すように一方の方向に所定角度一体に回動させる。
【００１９】
往復アーム２７が、図５に示すように所定角度回動した状態では、コイル３１ｂへの通電を停止し、その後は、板バネ３３の復元力により、往復アーム２７を図４に示す中立位置に戻すと共に、コイル３１ｂにパルス状の他方の極性の電流を供給して、往復アーム２７を図５とは反対方向に所定角度回動させ、さらに、コイル３１ｂへの通電を停止して、往復アーム２７を板バネ３３の復元力により図４に示す中立位置に戻す。なお、コイル３１ｂへの上記のパルス状の電流は、永久磁石２８の回動による磁界の変化によってコイル３１ａに誘起される誘導電流を検出し、その検出した誘導電流に基づいて往復アーム２７が図４に示す中立位置に位置するのに同期して行う。
【００２０】
上記の動作を繰り返して、往復アーム２７を、図４に示す中立状態から回動中心軸Ｏを中心に左右方向にそれぞれ所定角度回動させて、走査用ミラー２４からバーコード３に向かう読み取り光を、走査用ミラー２４の回動角の２倍振らせてバーコード３を走査する。
【００２１】
バーコード３に照射された読み取り光の反射光は、図６に示すように、走査用ミラー２４を経て集光ミラー１６で集光して光検出器１７に入射させる。ここで、往復アーム２７が図４に示す中立位置にあるときは、バーコード３からの反射光は、図７に部分平面図を示すように、走査用ミラー２４、および補助ミラー１４の両側の凹面ミラー１６ａ，１６ｂを経て光検出器１７に入射する。また、図５に示したように、往復アーム２７が一方の方向に回動したときは、図８に部分平面図を示すように、バーコード３からの反射光は、走査用ミラー２４および補助ミラー１４の一方の側の凹面ミラー１６ｂを経て光検出器１７に入射し、逆に、往復アーム２７が他方の方向に回動したときは、走査用ミラー２４および補助ミラー１４の他方の側の凹面ミラー１６ａを経て光検出器１７に入射する。
【００２２】
光検出器１７に入射したバーコード３からの反射光は、該光検出器１７で光電変換して、各走査毎、すなわち走査用ミラー２４の一方の回動位置から他方の回動位置までの間、の出力を図示しない信号処理回路に取り込み、ここで所要の信号処理を行ってバーコード３の情報を読み取る。
【００２３】
この実施形態によれば、走査部１５の上部に半導体レーザ１１、絞り１２およびレンズ１３を配置したので、装置の横幅および奥行き寸法を小さくでき、全体を小形にできる。また、補助ミラー１４を二つの反射面１４ａ，１４ｂを有するほぼ直角の反射ミラーをもって構成して、走査用ミラー２４に対してその回動中心軸Ｏにほぼ直交する方向から読み取り光を入射させるようにしたので、走査用ミラー２４の回動により、バーコード３に照射する読み取り光を、図９に示すようにほぼ直線的に変位させることができる。したがって、バーコード３の読み取り精度を高くできる。
【００２４】
さらに、走査用ミラー２４を二つの反射面２４ａ，２４ｂをもって構成して、これら二つの反射面２４ａ，２４ｂで読み取り光を順次反射させて、バーコード３に向けるようにしたので、補助ミラー１４からの読み取り光を、走査用ミラー２４による読み取り光の走査範囲内から該走査用ミラー２４に導くことが可能となり、装置をより小型化することができる。また、補助ミラー１４の両側に凹面ミラー１６ａ，１６ｂを配置して集光レンズ１６を構成し、これによりバーコード３で反射され、走査用ミラー２４を経て入射する読み取り光を集光して光検出器１７に入射させるようにしたので、バーコード３での反射光を光検出器１７で確実に受光することができ、したがって情報の読み取りを高精度で行うことができる。
【００２５】
図１０〜図１２は、この発明とともに開発したバーコードリーダの参考例を示すものである。この参考例は、第１実施形態において、補助ミラー１４および走査用ミラー２４を、それぞれ一つの反射面を有する反射ミラーをもって構成したもので、その他の構成は第１実施形態と同様であるので、同一作用をなすものには同一符号を付して、その説明を省略する。なお、図１０は、半導体レーザ１１からの読み取り光をバーコード３に照射する場合の光路図を示し、図１１は、バーコード３からの反射光を光検出器１７に入射させる場合の光路図を示している。
【００２６】
この参考例によれば、補助ミラー１４および走査用ミラー２４の構成を単純化できるので、安価にできる。また、補助ミラー１４および走査用ミラー２４の反射面がそれぞれ一面で、反射による光量ロスを第１実施形態に比べて低減できるので、光の利用効率を高めることができ、光検出器１７から得られる読み取り信号のＳ／Ｎを高めることができる。なお、この参考例の場合、図１０から明らかなように、補助ミラー１４から走査用ミラー２４に入射する読み取り光の方向が、走査用ミラー２４の回動中心軸Ｏに対してほぼ直交しないため、走査用ミラー２４を回動させると、バーコード３に照射する読み取り光は、図１２に示すように円弧状に変位することになる。しかし、この場合でも、読み取り性能には変わりがないので、バーコード３を確実に読み取ることができる。
【００２７】
図１３は、この発明の第２実施形態を示すものである。この実施形態は、第１実施形態において、集光ミラー１６を取り除き、光検出器１７をヘッド部１の前面に配置して、バーコード（図示せず）からの反射光を光検出器１７で直接受光するようにしたものである。したがって、この実施形態によれば、集光ミラー１６を用いない分、簡単かつ安価にできる利点がある。
【００２８】
なお、上記の各実施形態では、走査用ミラー２４およびその駆動手段２５を有する走査部１５の上部に半導体レーザ１１を配置するようにしたが、逆に、走査部１５の下部に半導体レーザ１１を配置するようにすることもできる。さらに、この発明は、上述したバーコードリーダに限らず、光学的に読み取り可能な光学パターンを読み取る装置に広く適用することができる。
【００２９】
【発明の効果】
この発明によれば、光源と、走査用ミラーおよびその駆動手段を有する走査部とを、相対的に上下に配置するとともに、少なくとも二つの反射面を有する補助ミラーを用いて、光源から射出された読み取り光を二つの反射面で順次反射させて入射方向とは反対方向に射出して、走査用ミラーの回動中心軸に対してほぼ直交する方向に入射させるようにしたので、装置の横幅および奥行き寸法を小さくでき、全体を容易に小型化することができるとともに、読み取り光によって光学パターンを直線的に走査でき、読み取り精度を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１実施形態を示すバーコードリーダの外観斜視図である。
【図２】図１に示すヘッド部内の概略斜視図である。
【図３】同じく、ヘッド部の断面図である。
【図４】同じく、ヘッド部の部分平面図である。
【図５】第１実施形態の動作を説明するための図である。
【図６】同じく、動作を説明するための図である。
【図７】同じく、動作を説明するための図である。
【図８】同じく、動作を説明するための図である。
【図９】第１実施形態でのバーコードの走査状態を示す図である。
【図１０】この発明とともに開発したバーコードリーダの参考例を説明するため図である。
【図１１】同じく、参考例を説明するため図である。
【図１２】参考例でのバーコードの走査状態を示す図である。
【図１３】この発明の第２実施形態を説明するための図である。
【符号の説明】
１ ヘッド部
２ グリップ部
３ バーコード
１１ 半導体レーザ
１２ 絞り
１３ レンズ
１４ 補助ミラー
１４ａ，１４ｂ 反射面
１５ 走査部
１６ 集光ミラー
１６ａ，１６ｂ 凹面ミラー
１７ 光検出器
２１ シャーシ
２２ コイルバネ
２３ レンズ押さえ環
２４ 走査用ミラー
２４ａ，２４ｂ 反射面
２５ 駆動手段
２６ 保持部材
２７ 往復アーム
２８ 永久磁石
２９ コイル部材
３０ ボビン
３１ａ，３１ｂ コイル
３２ 基板
３３ 板バネ
３４ 取り付け部材
３５，３６ クランプ部材
【図１】
0003863607.tif 000002
【図２】
0003863607.tif 000003
【図３】
0003863607.tif 000004
【図４】
0003863607.tif 000005
【図５】
0003863607.tif 000006
【図６】
0003863607.tif 000007
【図７】
0003863607.tif 000008
【図８】
0003863607.tif 000009
【図９】
0003863607.tif 000010
【図１０】
0003863607.tif 000011
【図１１】
0003863607.tif 000012
【図１２】
0003863607.tif 000013
【図１３】
0003863607.tif 000014