JP2004318304A

JP2004318304A - 光学的情報読取装置

Info

Publication number: JP2004318304A
Application number: JP2003108815A
Authority: JP
Inventors: 聡 ▲吉▼原; Satoshi Yoshihara; Yasuhiko Kitajima; 泰彦北嶋
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2003-04-14
Filing date: 2003-04-14
Publication date: 2004-11-11

Abstract

【課題】遠距離にある光学的情報を読み取るためには、レンズはズーム機能とフォーカシング機能を必要としていたが、レンズが大型化するという課題があった。そこで、本発明は、光学的情報を近距離と遠距離で読み取ることができるコンパクトで簡単な構成の光学的情報読取装置を提供する。
【解決手段】同軸位置にあるテレコンバージョンレンズ１２と結像レンズ５の間に出没自在に移動可能なミラー１７を配置して、結像レンズの光軸方向の移動に連動してミラーを移動させ、結像レンズ５単独の結像と、テレコンバージョンレンズ１２と結像レンズ５の合成系の結像とに受光路を切り替える。
【選択図】図６

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はバーコードや２次元コード等の光学的情報を読み取る光学的情報読取装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、バーコードよりも高密度に大量の情報を収納できる白黒交互のます目で縦横モザイク状に表示したマトリックスタイプの２次元コードは、工場内の生産管理などを中心に活用されており、今後さらに運輸、流通などの他の分野にもその活用が広がりつつあり、そして倉庫内で荷物に貼られた２次元コードを読み取る時などでは、近くにあるものから５０ｃｍ程度遠く離れたものまで読み取りできることが望まれる。
【０００３】
マトリックスタイプの２次元コードは、ＣＣＤやＣＭＯＳ等のエリア撮像素子を用いた光学的情報読取装置により読み取られる。図１２は、従来の光学的情報読取装置１０１が、光学的情報としての２次元コード１０２の読み取りをしている状態を説明する図である。光学的情報読取装置１０１は、その読み取り視野１０３が遠くになるほど広がり大きくなるため、２次元コード１０２が遠くにあるとき、２次元コード１０２の部分の画像は、読み取り視野１０３の全体画像の中で小さくなり、２次元コードの最小要素のます目（セル）に対する撮像素子の画素数が足りなくなり、読み取りができなくなる。
【０００４】
また、光学的情報読取装置１０１は、遠距離の光学的情報を読み取るためには、撮像素子に結像させるレンズに、遠くの２次元コードを読み取る時の読み取り視野角を小さくするようなズーム機能をもつ必要があり、また合焦位置を遠くにあわせるフォーカシング機能をもつ必要がある（例えば特許文献１参照）。そして、ズーム機能とフォーカシング機能をもつレンズは、このレンズを構成する変倍機能を受け持つレンズ群やフォーカシング機能を受け持つレンズ群等がレンズの光軸方向に各々移動することで行っている（例えば特許文献２参照）。
【０００５】
しかし、従来の光学的情報読取装置は、最小要素であるます目（セル）が０．５ｍｍ以下である２次元コードなど高密度の光学的情報を近距離から５０ｃｍ程度離れた遠距離まで読み取ることができるためには、ズーム機能とフォーカシング機能をもつレンズが比較的に大型になり、変倍機能を受け持つレンズ群やフォーカシング機能を受け持つレンズ群等を移動させる作動装置を各々必要とする。
【０００６】
特に光学的情報読取装置は、手持ち式の形態である場合、操作性から機器をコンパクトにする必要があり、光学系とその周辺装置も小型であることが望まれる。
【０００７】
また、図１２に示すように光学的情報読取装置１０１は、遠距離にある光学的情報である二次元コード１０２を読み取る時には、光学的情報読取装置１０１の上面に略平行前方に読み取り方向があると、上面が読み取り方向を示すため光学的情報を狙いやすい。また、机上にある伝票などに印刷された光学的情報を近距離で読み取る時には、光学的情報読取装置の上面と略垂直下方向に読み取り方向がある方が、読み取り方向が持ち手と垂直になり光学的情報を狙いやすい。このように読み取り方向を二通りもつことが望まれることもある。
【０００８】
【特許文献１】
特許第２６６７３９３号公報（第２頁）
【特許文献２】
特開平５−２１７０１３号公報（第４頁、第１図）
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の技術の問題点に鑑み、本発明が解決しようとする課題は、読み取る光学的情報が近距離、遠距離にかかわらず安定して読み取ることができるコンパクトな光学的情報読取装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【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光学的情報読取装置は、光学的情報に投光する投光部と、前記光学的情報からの反射光を結像するための第１のレンズと、前記第１のレンズの光軸と同軸上に設けられた第２のレンズと、前記第１のレンズと前記第２のレンズとの間に移動可能に設けられた反射体と、前記第１のレンズを通過した反射光の光路上に設けられた撮像素子とを備えたものである。
【００１１】
そして、この手段により反射体は第１のレンズと前記第２のレンズとの間に移動可能に設けられているので、例えば反射体を移動して光路を切り替えることが可能になり、第１のレンズ単独で撮像素子に結像する場合と、第１のレンズと第２のレンズの合成系で結像する場合とに切り替える、すなわち複数としての２種類の結像特性に切り替えることができる。
【００１２】
また本発明の光学的情報読取装置は、光学的情報に投光する投光部と、前記光学的情報からの反射光を結像するための結像手段と、前記結像手段からの光学的情報を結像する撮像素子とを備え、結像手段は少なくとも光学的情報からの反射光を結像するための第１のレンズと前記第１のレンズの光軸と同軸上に設けた第２のレンズとを有し、前記第１のレンズと第２のレンズの間に出没自在に移動し、前記光学的情報の読取視野角に応じて受光路を変える反射体を含む受光路変更手段を設けたものである。
【００１３】
この手段によれば、受光路変更手段が第１のレンズと第２のレンズの間に出没自在に移動し、光学的情報の読取視野角に応じて受光路を変えるので、、光学的情報の読取視野角、すなわち近距離、遠距離にかかわらず安定して光学的情報の読取ができ、かつコンパクトに構成にできる。
【００１４】
さらに本発明は、第１のレンズと撮像素子との距離を可変できるようにしたので、合焦位置の調整をすることができる。
【００１５】
さらに本発明は、第１の読み取り口から反射光を取り込む場合には、反射体で屈折した反射光が第１のレンズを通る位置に前記反射体を移動させ、第２の読み取り口から反射光を取り込む場合には、第２のレンズを通った反射光が第１のレンズを通ることが可能な位置に反射体を移動させる。この手段により、第１の読み取り口から反射光を取り込む場合は第１のレンズ単独で撮像素子に結像し、第２の読み取り口から反射光を取り込む場合は、第１のレンズと第２のレンズの合成系で結像することができる。
【００１６】
さらに本発明は、反射体で屈折した反射光が第１のレンズを通る位置に前記反射体を移動させた場合には第１の読み取り口近傍の投光部を点灯させ、第２のレンズを通った反射光が第１のレンズを通ることが可能な位置に反射体を移動させた場合には第２の読み取り口近傍の投光部を点灯させるので、結像特性に合わせて投光部を切り替えることができる。
【００１７】
さらに本発明は、第２のレンズを着脱交換可能にしたので、第１のレンズと第２のレンズにおける合成系の結像特性を変えることができる。
【００１８】
さらに本発明は、第１のレンズが絞り径が変更可能にしたので、結像時の明るさの調整をすることができる。
【００１９】
さらに本発明は、光学的情報に投光する投光部と、前記光学的情報からの反射光を取り込む読み取り口と、前記読み取り口から入射した反射光を結像するための第１のレンズと、前記第１のレンズの光軸と同軸上に設けられた第２のレンズと、前記第１のレンズと前記第２のレンズとの間に移動可能に設けられた第１の反射体と、前記第１のレンズを通過した反射光の光路上に設けられた撮像素子と、前記読み取り口に入射した反射光が前記第２のレンズと前記第１のレンズとを通過して前記撮像素子に至る第１の光路と、前記読み取り口から入射した反射光が第２の反射体で屈折した後に前記第１の反射体で屈折して前記第１のレンズを通過して前記撮像素子に至る第２の光路とを有する光学的情報読取装置である。
【００２０】
この手段により、同じ読み取り口を通過した光学的情報からの反射光を、第１のレンズ単独で撮像素子に結像する場合と、第１のレンズと第２のレンズの合成系で結像する場合とに切り替える、すなわち複数である２種類の結像特性に切り替えることができる。
【００２１】
さらに本発明で、光学的情報の位置を示すガイド光照射体からのガイド光は、反射体で屈折した反射光が第１のレンズを通る位置に前記反射体を移動させる場合には反射体で屈折して照射され、第２のレンズを通った反射光が第１のレンズを通ることが可能な位置に反射体を移動させた場合には前記反射体を介さずに照射される。この手段により、第１のレンズ単独で撮像素子に結像する場合と、第１のレンズと第２のレンズの合成系で結像する場合との切り替えに合わせてガイド光の照射方向も切り替えることができる。
【００２２】
さらに本発明は、反射体で屈折した反射光が第１のレンズを通る位置に前記反射体を移動させた場合と、第２のレンズを通った反射光が第１のレンズを通ることが可能な位置に反射体を移動させた場合との状態を示す表示手段を有するものである。この手段により、操作者に結像方法の状態を知らせることができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
本発明の目的は各請求項に記載した構成を実施の形態の要部とすることにより達成できるので、以下には請求項１ないし１４に対応する一実施例についての詳細を、図１〜図１１を参照して説明し併せて効果を述べて本発明の実施の形態についての説明とする。
【００２４】
（実施の形態１）
図１は本発明の光学的情報読取装置における、２次元コード等の光学的情報を読み取るための光学系とその周辺装置からなる光学モジュールの斜視図で、図２は同じく、光学モジュールを一部分解して電気的に連結するリード線やフレキケーブル等を省略して示した分解斜視図で、図３は同じく、光学モジュールの主要部を示して動作を説明する図である。
【００２５】
光学モジュール１は、樹脂成形部品である前ケース２と中ケース３と後ケース４に光学部品と周辺装置が組みつけて構成する。結像手段としての第１のレンズである結像レンズ５は、結像時の明るさの調整のため、絞り径が変更可能であり、光学的情報からの反射光を撮像素子であるＣＭＯＳ６の受光面上に結像させる。ＣＭＯＳ６は撮像用回路基板７に実装され、撮像用回路基板７は後ケース４に固定されている。
【００２６】
結像レンズ５は摺動枠８に固定され、摺動枠８は後ケース４からそれぞれ突出した一対の軸９に案内されて前ケース２と後ケース４の間において、図３において示すイ方向である、結像レンズ５の光軸方向に摺動可能に配置されている。結像レンズ５の光軸は、ＣＭＯＳ６の受光面に対して鉛直に中心を通るように位置し、かつ結像レンズ５とＣＭＯＳ６の受光面の距離は、合焦位置の調整のため、摺動枠８の摺動による結像レンズ５のイ方向の動きにより可変となる。
【００２７】
下ケースに固定されたステッピングモータ１０は、その回転軸１０ａにネジ溝を施して、この回転軸１０ａに螺合した移動子１１を介して摺動枠８と結像レンズ５を、イ方向に摺動制御する。第２のレンズであるテレコンバージョンレンズ１２は、結像レンズ５の光軸と同軸上に前ケース２の前面に固定されている。
【００２８】
このテレコンバージョンレンズ１２は、結像レンズ５とテレコンバージョンレンズ１２の合成系の結像特性を変えるため着脱交換可能に設けており、テレコンバージョンレンズ１２と結像レンズ５との合成系の焦点距離は、結像レンズ５の焦点距離にテレコンバージョンレンズ１２の倍率をかけ合わせて大きくなり、倍率も大きくなる。すなわち、テレコンバージョンレンズ１２を光が通過することで合成系の視野角は、結像レンズ５の視野角より小さくなる。
【００２９】
前ケース２と後ケース４の中に挟み込まれて固定された中ケース３には、１つの投光部である砲弾ランプ型の遠距離照明用ＬＥＤ１３が２個固定されている。この遠距離照明用ＬＥＤ１３は、砲弾状の透明なモールド部（図示せず）により、照明光が集光されて遠距離でもあまり拡散されずに、光学モジュール１の前方より、読み取る光学的情報に向って投光する。そして、遠距離用照明ＬＥＤ１３は、その投光軸が結像レンズ５の光軸と略平行であり、かつ結像レンズ５の両脇にそれぞれ配置され、前ケース２におけるテレコンバージョンレンズ１２の両脇の孔１４から前方に投光する。
【００３０】
また、もう一つの投光部であるチップ型の近距離用照明ＬＥＤ１５は、照明用回路基板１６に複数個実装され、照明用回路基板１６は前ケース２と後ケース４の下面に挟み込まれて固定されている。この近距離照明用ＬＥＤ１５は、あまり集光しないで広がった光を光学モジュール１の斜め下方より、読み取る光学的情報に向って投光する。
【００３１】
反射体としてのミラー１７は、結像レンズ５とテレコンバージョンレンズ１２の間における光軸上に出没自在に移動し、光学モジュール１における光学的情報の読取視野角に応じて光学的情報からの反射光の受光路を変更するため、ミラーレバー１８、摺動枠８、移動子１１、ステッピングモータ１０等とともに受光路変更手段を構成するもので、コ字状のミラーレバー１８の一端部に固定されている。ミラーレバー１８は、他端部１８ａに至る途中を中ケース３に固定の一対の軸１９に、図３に示すロ方向へ回動可能に軸支されている。
【００３２】
このミラーレバー１８は、一方の他端部１８ａに切欠き部２０を有し、この切欠き部２０を摺動枠８に固定の軸２１に嵌めることにより、摺動枠８のイ方向の移動に連動して中ケース３の一対の軸１９を中心に図３に示すロ方向へ回動し、その結果としてミラーレバー１８の一端部にあるミラー１７が、結像レンズ５とテレコンバージョンレンズ１２の間における光軸上に出没自在に移動する。
【００３３】
従って、ミラー１７は上記したように光学的情報の読取視野角に応じて光学的情報からの反射光の受光路を変えることができるものである。また、ミラーレバー１８の他方の他端部１８ａは、ミラーレバー１８の図３に示すロ方向への回動により動いて、フォトスイッチ２２のセンサー部に対して遮光するか、しないかでミラーレバー１８の回動の状態を検出する光学モジュール１の読取視野角の検出部、つまり遠距離読取と近距離読取の検出を構成している。
【００３４】
以上説明した光学モジュール１は図４と図５に斜視図で示す光学的情報読取装置２２に組み込んでいる。図６と図７は、光学モジュールを説明するために図４の破断位置ａ―ａ線で部分的に断面した側面図である。なお、結像レンズ５とテレコンバージョンレンズ１２は複数枚のレンズをバレルに収めた組みレンズであるが、図６と図７において内部構造は省略している。
【００３５】
光学的情報読取装置１２２は、前方部に光学モジュール１を配置し、後方部を操作者が把持して操作する。そして、光学的情報読取装置１２２は、その上面前方に、光学的情報の読み取りの正否を表示する表示ランプ２３と光学モジュール１の状態を表示する表示ランプ２４と読み取った内容等を表示する表示手段である液晶表示画面２５が、後方に数字などを入力するメインスイッチ２６が配置され、側面には、光学的情報の読み取りをするときに押す読取トリガースイッチ２７が配置されている。
【００３６】
また、光学的情報読取装置１２２は、その下面前方には、ミラー１７で反射し結像レンズ５を通る反射光を取り込むための第１の読み取り口２８が近距離照明用ＬＥＤ１５の近傍において、前面には第２の読み取り口２９が遠距離照明用ＬＥＤ１３の近傍においてそれぞれ配置されている。さらに、光学的情報読取装置１２２内にある制御用基板３０は、マイクロコンピュータおよびその周辺回路からなる制御手段（図示せず）が実装され、制御手段により光学モジュール１から出力される画像データ信号を復号化したり、復号化の結果を記憶させたり、液晶表示画面２５等の動作を制御したりする。
【００３７】
また、制御用基板３０の制御手段は、メインスイッチ２６の指示を取り込んで液晶表示画面２５に近距離読み取り、または遠距離読み取りを表示し、そして結像レンズ５とテレコンバージョンレンズ１２の間に出没自在に移動し、光学的情報の読取視野角である近距離用の第１の読み取り口２８と遠距離用の第２の読み取り口２９に応じて受光路を変えるミラー１７を含む受光路変更手段の変更動作を検出した、ミラーレバー１８の他端部１８ａおよびフォトスイッチ２２からの信号を取り込んで、近距離読取時に近距離照明用ＬＥＤ１５を、そして遠距離読取時に遠距離照明用ＬＥＤ１３をそれぞれ切替点灯させる制御シーケンスを実行するプログラムを格納している。
【００３８】
すなわち、ミラー１７で屈折した反射光が結像レンズ５を通る位置にミラー１７を移動させた図６に示す場合には、第１の読み取り口２８近傍の近距離照明用ＬＥＤ１５を点灯させ、テレコンバージョンレンズ１２を通った反射光が結像レンズ５を通ることが可能な位置にミラー１７を移動させた図７に示す場合には、第２の読み取り口２９近傍の遠距離照明用ＬＥＤ１３を点灯させる。
【００３９】
さらに、制御用基板３０の制御手段は、メインスイッチ２６からの指示を取り込んで、第１の読み取り口２８から反射光を取り込む場合は、図６に示すようにミラー１７で屈折した反射光が結像レンズ５を通る位置にミラー１７を移動させ、図７に示すように第２の読み取り口２９から反射光を取り込む場合は、テレコンバージョンレンズ１２を通った反射光が結像レンズ１５を通ることが可能な位置にミラー１７を後退移動させるようにステッピングモータ１０を制御するとともに、この制御結果の確認のために液晶表示画面２５に制御状態を表示させるシーケンスを実行するプログラムを格納している。
【００４０】
以上のように構成された光学的情報読取装置について、その動作と作用を説明する。光学的情報が近距離にある場合、メインスイッチ２６により近距離の読み取りに設定する。この指示を受けた制御用基板３０の制御手段は、ステッピングモータ１０を駆動して摺動枠８に固定された結像レンズ５を移動させるとともに、摺動枠８の移動に連動してミラーレバー１８を回動させて、図６に示すように第１の読み取り口２８を通過した光学的情報からの反射光がミラー１７で反射して結像レンズ５に入射してＣＭＯＳ６の受光面に結像させる位置にミラー１７が配置される。
【００４１】
一方この時、第２の読み取り口２９とテレコンバージョンレンズ１２を通過した反射光は、ミラーレバー１８によって遮光されて結像レンズ５には到達しない。そして、結像レンズ５とＣＭＯＳ６の距離は、合焦点が近距離になる距離となっている。ミラーレバー１８の他端部１８ａはフォトスイッチ２２のセンサー部より後退の移動を行い、光学モジュール１が近距離読取状態にあることを検出し、制御用基板３０の制御手段は、光学モジュール１が近距離読取状態にあることを表示ランプ２４の色を橙色にして知らせる。
【００４２】
操作者は、常に、表示ランプ２４を見ることで光学モジュール１が近距離読み取り状態にあるのか、遠距離読み取り状態にあるのかを知ることができる。また、液晶表示画面２５に近距離読取状態を表すインジケータを表示してもよい。この状態での光学的情報読取装置１２２は、読み取り視野が図４に１点鎖線で示すハの状態の近距離読み取り状態となる。
【００４３】
そして、光学的情報に第１の読み取り口２８を対向させて読取トリガースイッチ２７を押すと、近距離用照明ＬＥＤ１５が点灯して光学的情報に投光し、光学的情報からの反射光は第１の読み取り口２８を通過してミラー１７で反射して結像レンズ５に入射し、ＣＭＯＳ６の受光面に結像させる。ＣＭＯＳ６は結像された光学的情報を電気信号に変換して画像データとし、制御用基板６は画像データを復号化処理し、復号化に成功すると読み取りの正否用の表示ランプ２３を緑色に点灯して読み取りが成功したことを知らせ、読み取った内容を液晶表示画面２５に表示して記憶素子に記憶させる。
【００４４】
次に、光学的情報が遠距離にある場合、メインスイッチ２６により遠距離の読み取りに設定する。制御用基板３０の制御手段は、ステッピングモータ１０を制御して摺動枠８に固定された結像レンズ５を移動するとともに、摺動枠８の移動に連動してミラーレバー１８を回動させて、図７に示すように、第２の読み取り口２９を通過した光学的情報からの光がテレコンバージョンレンズ１２を通過して結像レンズ５に入射してＣＭＯＳ６の受光面に結像させ、また、第１の読み取り口２８を通過した光が結像レンズ５に入射させない位置にミラー１７を後退の移動をさせる。
【００４５】
この時、結像レンズ５とＣＭＯＳ６の距離は、近距離読取状態よりも短くなり、合焦点は遠距離になる。ミラーレバー１８の他端部１８ａはフォトセンサー２２のセンサー部に入り遮光して、光学モジュール１が遠距離読取状態にあることを検出し、この信号を取り込んだ制御用基板３０の制御手段は、光学モジュール１が遠距離読取状態にあることを表示ランプ２４の色を緑色にして知らせる。
【００４６】
また、液晶表示画面２５に遠距離読取状態を表すインジケータを表示してもよい。この状態で光学的情報読取装置１２２の読み取り視野は、図４に１点鎖線で示すニの状態の遠距離読み取り状態となる。そして、読取トリガースイッチ２７を押すと、遠距離用ＬＥＤ１３が点灯して、集光された照明光を光学的情報に投光する。光学的情報からの反射光は第２の読み取り口２９とテレコンバージョンレンズ１２を通過して結像レンズ５に入射し、ＣＭＯＳ６の受光面に結像させる。遠距離用照明ＬＥＤ１３の投光軸は結像レンズ５の光軸と略平行であり、２つの遠距離用照明ＬＥＤ１３は結像レンズ５の両脇に配置されていることから、遠距離においても遠距離用照明ＬＥＤ１３の照明領域とテレコンバージョンレンズ１２と結像レンズ５との合成系の読取視野は略同じ位置にあり、読み取り時に適切な照明光を与えることができる。
【００４７】
また、テレコンバージョンレンズ１２を通過することで合成系の視野角は結像レンズ５の視野角より小さく、光学的情報の最小要素、すなわち２次元コードにおける、ます目（セル）に対するＣＭＯＳ６の画素数は読み取りに十分な数とすることができる。ＣＭＯＳ６は、結像された光学的情報を電気信号に変換して画像データとし、制御用基板６は画像データを復号化処理し、復号化に成功すると読み取りの正否用の表示ランプ２３を緑色に点灯させて読み取りが成功したことを知らせ、読み取った内容を液晶表示画面２５に表示して記憶素子に記憶させる。
【００４８】
以上のように、本実施の形態によれば、第１のレンズである結像レンズ５と第２のレンズであるテレコンバージョンレンズ１２の間に出没自在に移動可能な反射体であるミラー１７を配置して受光路を切り替えるので、光学的情報の読取視野角に応じて受光路を変えることができ、結像レンズ５単独で撮像素子であるＣＭＯＳ６に結像する近距離の読み取りと、結像レンズ５とテレコンバージョンレンズ１２の合成系で結像する遠距離の読み取りを切り替えることができる。
【００４９】
すなわち、近距離で光学的情報が視野に入りやすいように視野角を大きくした場合と、遠距離で光学的情報の最小要素に対する撮像素子の画素数を読み取りに十分な数とするように視野角を小さくした場合との２種類の結像特性を切り替えて光学的情報を読み取ることができる。
【００５０】
また、ミラー１７の移動と連動して結像レンズ５が移動することで、合焦点を近距離用と遠距離用に調整している。従って、変倍機能を受け持つレンズ群やフォーカシング機能を受け持つレンズ群等がレンズの光軸方向に各々移動することでズームとフォーカシングを行っているレンズ光学系に比べ、小型で簡単な構成で光学的情報を近距離と遠距離で読み取ることができる。
【００５１】
また、読み取り口、読み取り方向を２つ持つことで、それぞれ近距離と遠距離で操作し易い読み取り方向とすることができる。また、ミラー１７を反射した反射光が結像レンズ５を通る位置に移動させる場合には、第１の読み取り口２８近傍の投光部である近距離用照明ＬＥＤ１５を点灯させて、あまり集光しないで広がった光を光学的情報に投光し、ミラー１７をテレコンバージョンレンズ１２を通った光が結像レンズ５を通ることが可能な位置に移動させた場合には、第２の読み取り口２９近傍の投光部である遠距離用照明ＬＥＤ１３を点灯させて集光した光を投光することで、結像特性に合わせて投光部を切り替えることができる。
【００５２】
なお、テレコンバージョンレンズ１２は着脱可能としてもよく、さらに遠距離の光学的情報を読み取る、または、さらに高密度の光学的情報を読み取る場合、倍率の高いテレコンバージョンレンズに交換することができる。
【００５３】
また、テレコンバージョンレンズ１２と結像レンズ５との合成系の焦点距離は結像レンズ５の焦点距離に比べてテレコンバージョンレンズ１２の倍率をかけた分大きくなることから、その分レンズの明るさは暗くなる。そのため、結像レンズ５の絞り径を切り替え可能としてもよい。遠距離読み取りにおいては、絞り径を大きくして、テレコンバージョンレンズ１２と結像レンズ５との合成系の明るさを結像レンズ５の明るさとが同じになるようにして、遠距離にある光学的情報の画像が暗くて読み取りできなくなることを防ぐことができる。
【００５４】
また、光学モジュール１に、読み取り位置を示すガイド光照射体を組み込んでもよい。図８と図９はガイド光照射体について説明するための図である。半導体レーザとその照射光をビームに形成する装置から構成されるガイド光照射体３１は、結像レンズ５の近くに配置され、レーザビーム３２を結像レンズ５の光軸と略平行に照射する。ミラー１７はレーザビーム３２も反射できる大きさとする。前ケース２にはテレコンバージョンレンズ１２の脇にレーザビーム３２を射出する孔を必要とする。近距離読み取りにおいては、図８に示すように、ガイド光照射体３１からのレーザビーム３２は、ミラー１７で反射して結像レンズ５の光軸と略平行に進み、読み取り視野の略中央に照射され、操作者に読み取り位置を知らせる。
【００５５】
遠距離読み取りにおいては、図９に示すように、ガイド光照射体３１からのレーザビーム３２はテレコンバージョンレンズ１２の脇を通過して結象レンズ５の光軸と略平行に進み、読み取り視野の略中央に照射され、操作者に読み取り位置を知らせる。このようにガイド光照射体３１は、読み取り方向の違う近距離読み取り用と遠距離読み取り用を、それぞれ必要とせず、ミラー１７によりレーザビーム３２の照射方向を変えることができることから、１個だけ組み込めばよい。
【００５６】
（実施の形態２）
本実施の形態において実施の形態１と同様の箇所については同一の符号を付して詳細な説明を省略する。図１０と図１１はＣＭＯＳ６に結像する光学的情報からの光の光路を説明するための図である。光学的読取装置３３は、ピストル型の形状をしており、読み取り光学系を内蔵する頭部３４と頭部３４の後方下側に伸びた操作者が把持するグリップ部３５からなる。頭部３４前面には読み取り口３６があり、読み取り口３６の後方に読み取り光学系が内蔵されている。第１のレンズである結像レンズ５は、光学的情報からの光を撮像素子であるＣＭＯＳ６の受光面上に結像させる。第２のレンズであるテレコンバージョンレンズ１２は結像レンズ５の光軸と同軸上に固定されている。実施の形態１と同様の構成で移動可能な第１のミラー１７は、テレコンバージョンレンズ１２と結像レンズ５の間に出没自在な移動可能に配置されている。第２のミラー３７は固定されている。
【００５７】
実施の形態１と異なるのは、読み取り口が１つであり、第２のミラーを配置した点である。
【００５８】
以下、本実施の形態における光学的情報読取装置について、その動作を説明する。図８に示すように近距離読み取りにおいては、読み取り口３６を通過して第２のミラー３７によって反射された光学的情報からの反射光が、第１のミラー１７で反射して結像レンズ５に入射してＣＭＯＳ６の受光面に結像させる位置に第１のミラー１７を配置する。また、読み取り口３６とテレコンバージョンレンズ１２を通過した光は遮断されて結像レンズ５には到達しない。この状態では、読み取り口３６を通過した光学的情報からの光は結像レンズ５単独でＣＭＯＳ６に結像させる。
【００５９】
図１１に示すように遠距離読み取りにおいては、読み取り口３６を通過した光がテレコンバージョンレンズ１２を通過して結像レンズ５に入射してＣＭＯＳ６の受光面に結像させ、また、読み取り口３６を通過して第２のミラー３７によって反射された光学的情報からの反射光が結像レンズ５に入射させない位置に第１のミラー１７を配置する。この状態では、読み取り口３６を通過した光学的情報からの光はテレコンバージョンレンズ１２と結像レンズ５の合成系でＣＭＯＳ６に結像させる。テレコンバージョンレンズ１２を通過することで合成系の視野角は結像レンズ５の視野角より小さく、遠距離においても光学的情報の最小要素、すなわち２次元コードにおけるます目（セル）に対するＣＭＯＳ６の画素数は読み取りに十分な数とすることができる。
【００６０】
以上のように、本実施の形態によれば、第２のミラーにより光路を変更することにより、同じ読み取り口を使い、読み取り方向を同じにして近距離読み取りと遠距離読み取りをすることができる。光学的情報読取装置がピストル型形状である場合など、近距離読み取りと遠距離読み取りで読み取り方向を変えなくても操作性に問題がない場合などでは、読み取り方向を同じにすることが望まれる。
【００６１】
【発明の効果】
以上のように本発明は、反射体を移動させて光学的情報からの光路を切り替えることにより、第１のレンズ単独と、第１のレンズと第２のレンズの合成系とに結像するのを切り替えて、読み取る光学的情報が近距離、遠距離にかかわらず安定して読み取ることができるコンパクトな光学的情報読取装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１における光学的情報読取装置の光学モジュールの斜視図
【図２】同実施の形態１における光学的情報読取装置の光学モジュールの分解斜視図
【図３】同実施の形態１における光学的情報読取装置の光学モジュールの主要部を示して動作を説明する斜視図
【図４】同実施の形態１における光学的情報読取装置の斜視図
【図５】同実施の形態１における光学的情報読取装置の下側を示す斜視図
【図６】同実施の形態１における光学的情報読取装置の近距離読取時の概略側断面図
【図７】同実施の形態１における光学的情報読取装置の遠距離読取時の概略側断面図
【図８】同実施の形態１における光学的情報読取装置のガイド光照射体の近距離読取時を示す図
【図９】同実施の形態１における光学的情報読取装置のガイド光照射体の遠距離読取時を示す図
【図１０】本発明の実施の形態２における光学的情報読取装置の近距離読取時を示す図
【図１１】同実施の形態２における光学的情報読取装置の遠距離読取時を示す図
【図１２】従来の光学的情報読取装置の斜視図
【符号の説明】
５結像レンズ（第１のレンズ）
６ＣＭＯＳ（撮像素子）
１２テレコンバージョンレンズ（第２のレンズ）
１３遠距離用照明ＬＥＤ（投光部）
１５近距離用照明ＬＥＤ（投光部）
１７ミラー（反射体または第１の反射体または受光路変更手段）
３１ガイド光照射体
３７第２のミラー（第２の反射体）

Claims

光学的情報に投光する投光部と、前記光学的情報からの反射光を結像するための第１のレンズと、前記第１のレンズの光軸と同軸上に設けられた第２のレンズと、前記第１のレンズと前記第２のレンズとの間に移動可能に設けられた反射体と、前記第１のレンズを通過した反射光の光路上に設けられた撮像素子とを備えた光学的情報読取装置。
光学的情報に投光する投光部と、前記光学的情報からの反射光を結像するための第１のレンズと、前記第１のレンズの光軸と同軸上に設けられた第２のレンズと、前記第１のレンズと前記第２のレンズとの間に移動可能に設けられた反射体と、前記第１のレンズを通過した反射光の光路上に設けられた撮像素子と、前記反射体で反射し前記第１のレンズを通る反射光を取り込むための第１の読み取り口と前記第２のレンズに入射する光を取り込むための第２の読み取り口とを備えた光学的情報読取装置。
光学的情報に投光する投光部と、前記光学的情報からの反射光を結像するための結像手段と、前記結像手段からの光学的情報を結像する撮像素子とを備え、結像手段は少なくとも光学的情報からの反射光を結像するための第１のレンズと前記第１のレンズの光軸と同軸上に設けた第２のレンズとを有し、前記第１のレンズと第２のレンズの間に出没自在に移動し、前記光学的情報の読取視野角に応じて受光路を変える反射体を含む受光路変更手段を設けてなる光学的情報読取装置。
投光部は複数有し、受光路変更手段による変更動作に対応して切替え点灯してなる請求項３記載の光学的情報読取装置。
第１のレンズと撮像素子との距離を可変とした請求項１から３のいずれかに記載の光学的情報読取装置。
投光部は第１の読み取り口近傍と第２の読み取り口近傍とに設けられた請求項２記載の光学的情報読取装置。
第１の読み取り口から反射光を取り込む場合は、反射体で屈折した反射光が前記第１のレンズを通る位置に前記反射体を移動させ、第２の読み取り口から反射光を取り込む場合は、第２のレンズを通った反射光が第１のレンズを通ることが可能な位置に前記反射体を移動させる請求項１または２に記載の光学的情報読取装置。
反射体で屈折した反射光が第１のレンズを通る位置に前記反射体を移動させた場合には、第１の読み取り口近傍の投光部を点灯させ、第２のレンズを通った反射光が第１のレンズを通ることが可能な位置に前記反射体を移動させた場合には、第２の読み取り口近傍の投光部を点灯させる請求項５に記載の光学的情報読取装置。
第２のレンズは着脱交換可能である請求項１から３のいずれかに記載の光学的情報読取装置。
第１のレンズは絞り径が変更可能である請求項１から３のいずれかに記載の光学的情報読取装置。
光学的情報に投光する投光部と、前記光学的情報からの反射光を取り込む読み取り口と、前記読み取り口から入射した反射光を結像するための第１のレンズと、前記第１のレンズの光軸と同軸上に設けられた第２のレンズと、前記第１のレンズと前記第２のレンズとの間に移動可能に設けられた第１の反射体と、前記第１のレンズを通過した反射光の光路上に設けられた撮像素子と、前記読み取り口に入射した反射光が前記第２のレンズと前記第１のレンズとを通過して前記撮像素子に至る第１の光路と、前記読み取り口から入射した反射光が第２の反射体で屈折した後に前記第１の反射体で屈折して前記第１のレンズを通過して前記撮像素子に至る第２の光路とを有する光学的情報読取装置。
読み取りの位置を示すガイド光照射体を有する請求項１から３または請求項１０のいずれかに記載の光学的情報読取装置。
光学的情報の位置を示すガイド光照射体からのガイド光は、反射体で屈折した反射光が前記第１のレンズを通る位置に前記反射体を移動させた場合には反射体により屈折して照射され、第２のレンズを通った反射光が第１のレンズを通ることが可能な位置に反射体を移動させた場合には前記反射体を介さずに照射される請求項１２に記載の光学的情報読取装置。
反射体は、前記反射体で屈折した反射光が第１のレンズを通る位置に移動させた場合と、第２のレンズを通った反射光が第１のレンズを通ることが可能な位置に移動させた場合についての状態を示す表示手段を有する請求項１から３または請求項１０のいずれかに記載の光学的情報読取装置。