JP2006330987A - Optical information reading device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えばバーコード等の一次元コードの読取りが可能な光学的情報読取装置に関する。 The present invention relates to an optical information reader capable of reading a one-dimensional code such as a barcode.
この種のハンディタイプの光学的情報読取装置(バーコードリーダ)は、本体ケース内に、読取対象(バーコードが印刷されたラベル)に対し横長な照明光を照射する照明光学系と、読取対象からの反射光を、結像レンズを介してCCDセンサ等の受光センサより受光(撮像)する受光光学系とを備えて構成されている。また、近年では、使い勝手の良さから、読取対象から離れた位置からでも読取りができる光学的情報読取装置が供されてきており、このものでは、読取り時における読取対象と装置(読取口)との間の位置合せのために、読取対象に対して読取位置を示すためのマーカ光を照射するマーカ光学系が設けられている。 This type of handy type optical information reader (barcode reader) includes an illumination optical system that irradiates a reading object (a label on which a barcode is printed) with illumination light that is horizontally long, and a reading object. And a light receiving optical system that receives (images) reflected light from the light from a light receiving sensor such as a CCD sensor via an imaging lens. In recent years, optical information readers that can be read from a position distant from the reading object have been provided for ease of use. In this device, the reading object and the device (reading port) at the time of reading are provided. A marker optical system for irradiating marker light for indicating the reading position with respect to the reading object is provided for alignment between the two.
図16は、従来のこの種の光学的情報読取装置における各光学系の配置構成を概略的に示している。即ち、先端(図で右側)に横長な読取口を有する本体ケース(図示せず)内には、受光光学系を構成する受光センサ1及びその前方に位置して結像レンズを含む結像光学素子2が設けられ、これと共に、複数個(この場合全部で4個)のLED3及びその前部に配置された照明用レンズ4,4を備える照明光学系が設けられている。このとき、照明光学系(LED3及び照明用レンズ4)は、結像光学素子2の左右両側に位置して横に並ぶように配設されている。これにて、照明光の照明光軸と、受光光学系の読取光軸Oが同一の光学的平面内(例えば水平方向に広がる平面)に配置され、以て、読取対象のうち照明光の当たった部分の画像を確実に取込めるようになっている。
FIG. 16 schematically shows the arrangement of each optical system in this type of conventional optical information reading apparatus. That is, in a main body case (not shown) having a horizontally long reading port at the tip (right side in the figure), an image forming optical system including a
そして、前記マーカ光学系は、LEDやレーザダイオードからなるマーカ光源5と、その前方に配置された結像レンズ等の光学素子6とを備えて構成され、前記結像光学素子2の上部にやや斜め下向きに配設されている。このマーカ光学系は、読取口を通して、読取対象に対し、例えば横長な帯状のマーカ光を照射するようになっている。ユーザは、マーカ光が、読取対象のバーコードを横幅方向に横切るように位置合せしながら、読取操作を行うようになっている。
The marker optical system includes a
ところが、上記従来構成では、マーカ光の光軸Pと、受光光学系の読取光軸Oとが微小な角度θで交差する構成となっているため、読取対象までの距離が変化すると、マーカ光の照射位置が上下方向に変動してしまい、ユーザが読取り時における読取対象に対する本体ケースの位置合せを必ずしも正確に行うことができなくなる不具合が生ずる。特に、バーコードが高さの小さいものである場合に、マーカ光の照射位置で位置合せしても、受光光学系の実際の読取りラインがバーコードから外れてしまう虞がある。 However, in the above-described conventional configuration, the optical axis P of the marker light and the reading optical axis O of the light receiving optical system intersect at a minute angle θ. Therefore, when the distance to the reading target changes, the marker light This causes a problem in that the position of the main body case cannot be accurately aligned with the reading target at the time of reading. In particular, when the bar code has a small height, there is a possibility that the actual reading line of the light receiving optical system may be off the bar code even if the bar code is aligned at the irradiation position of the marker light.
このような不具合を解消するためには、マーカ光学系(マーカ光源5及び光学素子6)を、結像光学素子2及び照明光学系に対して更に横に並ぶように設けることも考えられるが、それでは、光学系の配置(本体ケース)が幅方向に大型化してしまう不具合を招いてしまうことになる。そこで、特許文献1には、特殊なLED光源を用いることによって、照明光(照明光学系)をマーカ光(マーカ光学系)として兼用させる構成とし、上記問題点を解消するようにしたバーコードリーダが記載されている。
しかしながら、上記マーカ光としては、ユーザが視認しやすい、均一な細い帯状に絞られた光とすることが望まれるのであるが、上記のようにLEDを光源とした照明光をマーカ光として兼用させる構成では、照明光としての必要な光量を維持したままで、マーカ光として適した細幅に均一に絞ることは困難であり、マーカ光としての機能を果たすには十分ではなかった。また、特殊なLED光源を用いるため、コストアップを招いてしまう不具合もあった。 However, as the marker light, it is desired that the light is narrowed down into a uniform thin band that is easy for the user to visually recognize. However, as described above, illumination light using an LED as a light source is also used as the marker light. In the configuration, it is difficult to uniformly narrow the narrow beam suitable for the marker light while maintaining the necessary light quantity as the illumination light, and it is not sufficient to fulfill the function as the marker light. In addition, since a special LED light source is used, there is a problem that the cost increases.
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、読取り時の位置合せのためのマーカ光を照射するマーカ光学系を備えるものにあって、マーカ光としての機能を十分に発揮させることができながらも、光学系全体をコンパクトに配置することができる光学的情報読取装置を提供するにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a marker optical system that emits marker light for alignment at the time of reading, so that the function as marker light is sufficiently exhibited. An optical information reading apparatus capable of arranging the entire optical system in a compact manner is possible.
本発明の光学的情報読取装置は、照明光学系により照射される照明光の照明光軸が、受光光学系の読取光軸と同一の光学的平面内に配置されるように構成すると共に、読取対象に対して読取位置を示すためのマーカ光を照射するマーカ光学系を、照明光源の後方に配置され細いビーム状のマーカ光を横方向に並んだ照明光源間の隙間又は結像光学素子と照明光源との間の隙間を通して発するマーカ光源と、照明光源の前方に配置され前記マーカ光源からのマーカ光を照明光軸及び読取光軸と同一の光学的平面内で読取幅方向に拡大して帯状のマーカ光とする或いは幅方向に並ぶ複数個の点状のマーカ光とするマーカ用光学素子とを備えて構成したところに特徴を有する(請求項1の発明)。 The optical information reader according to the present invention is configured such that the illumination optical axis of the illumination light irradiated by the illumination optical system is arranged in the same optical plane as the read optical axis of the light receiving optical system. A marker optical system for irradiating a marker light for indicating a reading position with respect to an object, a gap between illumination light sources arranged behind the illumination light source and arranged in the horizontal direction, or an imaging optical element A marker light source that emits through a gap between the illumination light source and the marker light from the marker light source arranged in front of the illumination light source is expanded in the reading width direction in the same optical plane as the illumination optical axis and the reading optical axis. It is characterized by comprising a marker optical element which is a strip-shaped marker light or a plurality of dot-shaped marker lights arranged in the width direction (invention of claim 1).
これによれば、照明光の照明光軸と、受光光学系の読取光軸とが同一の光学的平面内に配置されるので、読取対象のうち照明光の当たった部分の画像を受光光学系により確実に取込むことができる。そして、マーカ光学系において、マーカ光源から発せられたマーカ光が、マーカ用光学素子により、照明光軸及び読取光軸と同一の光学的平面内で読取幅方向に拡大されて帯状あるいは幅方向に並ぶ複数個の点状のマーカ光とされて、読取対象に照射されるようになる。 According to this, since the illumination optical axis of the illumination light and the reading optical axis of the light receiving optical system are arranged in the same optical plane, an image of a portion of the reading target that has been irradiated with the illumination light is received by the light receiving optical system. It can be taken in more reliably. Then, in the marker optical system, the marker light emitted from the marker light source is expanded in the reading width direction in the same optical plane as the illumination optical axis and the reading optical axis by the marker optical element, and in the band shape or the width direction. A plurality of dot-shaped marker lights are arranged and irradiated on the reading target.
この場合、マーカ光の光源は、照明光源とは別途に設けられるので、マーカ光としての視認性に優れたものを採用することができ、マーカ光の光軸と読取光軸とを同一の光学的平面内に配置したことによって、読取対象までの距離にかかわらず、マーカ光の照射位置を読取位置と一致させることができる。従って、マーカ光としての機能を十分に発揮させることができ、ユーザは、読取り時における位置合せを、容易かつ正確に行うことができる。 In this case, since the light source of the marker light is provided separately from the illumination light source, it is possible to employ a marker light having excellent visibility, and the optical axis of the marker light and the reading optical axis are the same optical. By arranging in the target plane, the irradiation position of the marker light can be matched with the reading position regardless of the distance to the reading target. Therefore, the function as the marker light can be sufficiently exerted, and the user can easily and accurately perform alignment at the time of reading.
しかも、マーカ光学系においては、細いビーム状のマーカ光が、横方向に並んだ照明光源間の隙間又は結像光学素子と照明光源との間の隙間を通るので、照明光源間の隙間、或いは、結像光学素子と照明光源との間の隙間が小さくて済むと共に、マーカ光学系を構成するマーカ光源及びマーカ用光学素子を、それぞれ照明光源の前後に配設できるようになる。この結果、マーカ光の光軸を、読取光軸及び照明光軸と同一の光学的平面内に配置できながらも、マーカ光源及びマーカ用光学素子を、結像光学素子及び照明光学系に対して更に横に並べて配置する必要がなくなり、光学系全体をコンパクトに配置することが可能となる。 Moreover, in the marker optical system, the narrow beam-shaped marker light passes through the gap between the illumination light sources arranged in the horizontal direction or the gap between the imaging optical element and the illumination light source. The gap between the imaging optical element and the illumination light source can be small, and the marker light source and the marker optical element constituting the marker optical system can be arranged before and after the illumination light source, respectively. As a result, while the optical axis of the marker light can be arranged in the same optical plane as the reading optical axis and the illumination optical axis, the marker light source and the marker optical element can be arranged with respect to the imaging optical element and the illumination optical system. Further, it is not necessary to arrange them side by side, and the entire optical system can be arranged compactly.
尚、本発明にいう、前方、後方とは、物理的な単純な前後関係ではなく、光路に関しての前後関係をいい、例えば読取対象(読取口)からの光路の距離が長い方を後方という。また、マーカ光の光源としては、レーザダイオード等のレーザ光源を採用することができ、均一に細く或いは小さく絞られた視認性の高いマーカ光を照射することができる。 In the present invention, the terms “front” and “rear” refer not to a simple physical front-rear relationship but to a front-rear relationship with respect to the optical path. For example, the longer distance of the optical path from the reading target (reading port) is referred to as the rear. Further, a laser light source such as a laser diode can be adopted as the light source of the marker light, and the marker light with high visibility that is uniformly narrowed or narrowed down can be irradiated.
本発明においては、マーカ光源とマーカ用光学素子との相互間の位置を調整することが可能に構成することができる(請求項2の発明)。マーカ光源とマーカ用光学素子との間に位置ずれが生じても、そのずれを修正することができる。 In the present invention, the position between the marker light source and the marker optical element can be adjusted (invention of claim 2). Even if a positional deviation occurs between the marker light source and the marker optical element, the deviation can be corrected.
上記マーカ光学系を、マーカ光源から発せられたマーカ光を折曲げた後、上記隙間を通してマーカ用光学素子に入射させる光路折曲部材を備えて構成することができる(請求項3の発明)。マーカ光源からマーカ用光学素子までの光路長を確保しながらも、マーカ光学系の実際の配置をコンパクトにすることができる。尚、光路折曲部材としては、プリズムやミラー等を採用することができる。 The marker optical system can be configured to include an optical path bending member that bends the marker light emitted from the marker light source and then enters the marker optical element through the gap (invention of claim 3). While securing the optical path length from the marker light source to the marker optical element, the actual arrangement of the marker optical system can be made compact. In addition, a prism, a mirror, etc. are employable as an optical path bending member.
マーカ光学系を、上記隙間部分に配置され、マーカ光を該隙間を通してマーカ用光学素子に導くための導光部材を備えて構成することもできる(請求項4の発明)。これによれば、横方向に並んだ照明光源間の隙間又は結像光学素子と照明光源との間の隙間が小さいものであっても、マーカ光を確実に通すことができ、組付け時の位置合せが容易となって組付性を向上させることができる。尚、導光部材としては、細長い棒状に成形された透明プラスチック製の導光体や、光ファイバ等を採用することができる。 The marker optical system may be configured to include a light guide member that is disposed in the gap portion and guides the marker light to the marker optical element through the gap (invention of claim 4). According to this, even if the gap between the illumination light sources arranged in the horizontal direction or the gap between the imaging optical element and the illumination light source is small, the marker light can be reliably passed, Positioning becomes easy and the assembling property can be improved. In addition, as the light guide member, a light guide made of a transparent plastic formed into an elongated rod shape, an optical fiber, or the like can be adopted.
このとき、導光部材を、マーカ用光学素子に一体的に設けられた細長い突起部として構成することができ(請求項5の発明)、部品数の削減及び組付性のより一層の向上を図ることができる。 At this time, the light guide member can be configured as an elongated protrusion integrally provided on the marker optical element (invention of claim 5), and the number of parts can be reduced and the assemblability can be further improved. Can be planned.
上記光路折曲部材と、マーカ光を上記隙間を通してマーカ用光学素子に導くための導光部材との双方を設ける場合には、導光部材を光路折曲部材に一体的に設けることができる(請求項6の発明)。これにより、やはり、部品数の削減及び組付性のより一層の向上を図ることができる。 When both the optical path bending member and the light guide member for guiding the marker light to the marker optical element through the gap are provided, the light guide member can be provided integrally with the optical path bending member ( Invention of Claim 6). As a result, the number of parts can be reduced and the assemblability can be further improved.
上記導光部材に、照明光源の取付位置を位置決めするための位置決め部を設けて構成することもできる(請求項7の発明)。導光部材及び照明光源の組付性を向上させることができる。 The light guide member may be provided with a positioning portion for positioning the mounting position of the illumination light source (invention of claim 7). The assembling property of the light guide member and the illumination light source can be improved.
本発明においては、上記マーカ用光学素子と上記照明用レンズとを、一体の光学部材として構成することができる(請求項8の発明)。これによれば、部品数の削減及び組付性の向上を図ることができる。 In the present invention, the marker optical element and the illumination lens can be configured as an integrated optical member (invention of claim 8). According to this, it is possible to reduce the number of parts and improve the assemblability.
より具体的には、前記光学部材を、入射面側に、照明光を拡散させて幅方向に均一な照度分布とする拡散部を設けると共に、出射面側に、前記拡散された照明光を高さ方向に集光する集光部と、マーカ光を読取幅方向に拡大するマーカ拡大部とを設けて構成することができる(請求項9の発明)。或いは、光学部材を、入射面側に、照明光を高さ方向に集光する集光部を設けると共に、出射面側に、前記集光された照明光を拡散させて幅方向に均一な照度分布とする拡散部と、マーカ光を読取幅方向に拡大するマーカ拡大部とを設けて構成することができる(請求項10の発明)。いずれも、マーカ用光学素子及び照明用レンズとしての機能を果たしながら、光学部材の構成を比較的簡単に済ませることができる。 More specifically, the optical member is provided on the incident surface side with a diffusing portion that diffuses the illumination light to obtain a uniform illuminance distribution in the width direction, and the diffused illumination light is increased on the exit surface side. A condensing part that condenses light in the vertical direction and a marker enlargement part that enlarges the marker light in the reading width direction can be provided (invention of claim 9). Alternatively, the optical member is provided on the incident surface side with a condensing part for condensing the illumination light in the height direction, and the condensed illumination light is diffused on the exit surface side to obtain uniform illuminance in the width direction. A diffusing unit for distribution and a marker enlarging unit for enlarging the marker light in the reading width direction can be provided (invention of claim 10). In either case, the structure of the optical member can be made relatively simple while fulfilling the functions as the marker optical element and the illumination lens.
以下、本発明を具体化したいくつかの実施例について、図1ないし図15を参照しながら説明する。尚、以下に述べる各実施例は、本発明を、一次元コードとしてのバーコードを読取るハンディタイプのバーコードリーダ(バーコードハンディターミナル)に適用したものである。 Hereinafter, several embodiments embodying the present invention will be described with reference to FIGS. In each of the embodiments described below, the present invention is applied to a handy type bar code reader (bar code handy terminal) that reads a bar code as a one-dimensional code.
(1)第1の実施例
まず、本発明の第1の実施例(請求項1,2、8、9に対応)について、図1ないし図3を参照しながら説明する。本実施例に係る光学的情報読取装置たるバーコードリーダ11は、図3にその外観を示すように、ユーザが片手で持って操作可能な大きさの縦長形状をなす本体ケース12内の先端側に、ラベル等の読取対象Rに記録されたバーコードBを読取るための読取機構を配設して構成される。
(1) First Embodiment First, a first embodiment of the present invention (corresponding to
詳しくは後述するが、前記読取機構は、図1に示すように、読取対象Rに向けて照明光を照射する照明手段としての照明光学系13、読取対象Rからの反射光を受光(撮像)してバーコードBを読取る受光手段としての受光光学系14、更には、読取対象Rに対して読取位置を示すマーカ光M(図3参照)を照射するマーカ光照射手段としてのマーカ光学系15を備えて構成される。
As will be described in detail later, as shown in FIG. 1, the reading mechanism receives an illumination
図3に示すように、前記本体ケース12の先端面には、横長な矩形状をなし透光性を有する読取口12aが設けられている。また、本体ケース12の上面部には、表示部16やキー操作部17が設けられ、本体ケース12の左右の側面部には、読取指示用のトリガキー18が設けられている。さらに、これも図示はしないが、前記本体ケース12内には、全体の制御や読取ったバーコードBのデコード処理等を行う制御回路、外部との通信を行うための通信回路、駆動電源となる二次電池等が設けられている。
As shown in FIG. 3, the front end surface of the
ここで、前記各光学系13、14、15について述べる。まず、前記受光光学系14は、図1に示すように、本体ケース12内の中央部に横長に配設された例えばCCDエリアセンサからなる受光センサ19と、その受光センサ19の前方に配置された結像光学素子20とを備えて構成されている。詳しく図示はしないが、前記結像光学素子20は、例えば鏡筒内に複数枚の結像レンズを配設して構成される。この受光光学系14の読取光軸Oは、前記読取口12aの中心を該読取口12a面に直交する状態で延びている。また、受光光学系14は、横長な読取視野(読取範囲)Fを有している。
Here, the
また、前記照明光学系13は、前記結像光学素子20の左右の側部に光軸Oを中心に対称的に配置され、夫々、照明光源としての複数個(例えば2個)のLED21と、その前方に配置される照明用レンズ22とを備えて構成される。前記LED21は、相互に狭い隙間S1を存して横方向に並んで配設されている。前記照明用レンズ22は、LED21から発せられた光を集光,拡散し、横方向(読取幅方向)に広げると共に縦方向には細い帯状の照明光として射出するためのものである。
The illumination
これにて、照明光学系13により、前記読取口12aから前方(図1で右方)に向けて照明光が出射され、読取対象Rに対して、前記受光光学系14の読取視野Fよりもやや広い範囲について、読取幅方向に長い照明光が照射されるようになっている。また、左右の照明用レンズ22から出射される照明光の照明光軸は、前記受光光学系14の読取光軸Oを含む光学的平面と同一の光学的平面内に位置されるようになっている。尚、この照明光は、バーコードBの読取り時(画像取込み時)に点灯されるようになっている。
Thereby, the illumination
このとき、本実施例では、前記左右の照明用レンズ22のうち、右側(図1で奥側)の照明用レンズ22については、LED21から発せられた光を集光,拡散し、読取幅方向に長い照明光とする単独の機能を備えているのであるが、左側(図1で手前側)の照明用レンズ22については、後述するマーカ用光学素子と一体化された光学部材23として構成されるようになっている。これら照明用レンズ22及び光学部材23の形状の詳細については後述する。
At this time, in this embodiment, among the left and
そして、前記マーカ光学系15は、マーカ光源24と、その前方に配置されるマーカ用光学素子とを備えて構成される。前記マーカ光源24は、例えば視認性の良い赤色のレーザ光を発するレーザダイオードからなり、マーカ光としての細いビーム状のレーザ光Lを前方に向けて出力するようになっている。前記マーカ用光学素子は、細いビーム状のレーザ光Lを、横(読取幅)方向に拡大して横方向に細長い帯状のマーカ光Mとして出射するためのレンズからなり、本実施例では、後述するようにマーカ用レンズ部25として前記光学部材23に一体に設けられている。
The marker
本実施例では、前記マーカ光源24は、左側(図1で手前側)に2個が並んだLED21,21のやや後方(図1で左側)にそれらの間に対応して設けられ、レーザ光Lを、それらLED21,21間の隙間S1を通して射出する位置に配設されている。前記マーカ用レンズ部25(光学部材23)は、2個が並んだLED21,21のやや前方に設けられている。これにて、マーカ光源24から発せられたレーザ光Lが、マーカ用レンズ部25にて横長な帯状のマーカ光Mとされて読取口12aから前方に出射され、図3に示すように、読取対象Rに対してマーカ光Mが照射されるようになっている。
In the present embodiment, the
このとき、マーカ光学系15から出射されるマーカ光Mの光軸Pは、前記照明光軸及び受光光学系14の読取光軸Oと同一の光学的平面内に位置されるようになっている。これにて、読取対象Rに対するマーカ光Mの照射範囲は、例えば前記受光光学系14の読取視野Fとほぼ一致するようになっている。尚、前記マーカ光源24は、例えばバーコードリーダ11の電源オン時には、バーコードBの画像取込み時を除いて、常に点灯(或いは点滅)され、マーカ光Mが連続的(或いは断続的)に出射されるようになっている。
At this time, the optical axis P of the marker light M emitted from the marker
尚、詳しく図示はしないが、マーカ光源24(レーザダイオード)は、結像光学素子20や複数個のLED21、照明用レンズ22、光学部材23と共に、基板に実装されているのであるが、ここでは、その基板に対し、上下方向(図1(b)に矢印aで示す方向)に、微細な位置調整可能に取付けられている。これにて、マーカ光源24とマーカ用レンズ部25(光学部材23)との相互間の位置(上下方向位置)を調整することが可能に構成されており、以て、例えば組付け時におけるマーカ光源24とマーカ用レンズ部25との間の光軸の上下方向のずれを容易に修正することができるようになっている。
Although not shown in detail, the marker light source 24 (laser diode) is mounted on the substrate together with the imaging
さて、前記照明用レンズ22及び光学部材23について、図2も参照して述べる。まず、照明用レンズ22は、図1に示すように、横長な直方体(角棒)の前面側を円筒面としたいわゆるかまぼこ形のレンズからなる。より具体的には、入射面側が、平坦な面の表面に、縦方向に延びる微細な凹凸を交互に多数形成してなり、LED21からの入射光を拡散させて横方向にほぼ均一な照度分布とする拡散部22a(レンチキュラーあるいはディフューザと称される)とされている。これと共に、出射面側が、前方に湾曲状に膨らむ円筒面とされ、前記拡散された照明光を高さ方向に集光して出射する集光部22bとされている。
Now, the
これに対し、図2に示すように、前記光学部材23は、上記のように、照明用レンズ22とマーカ用レンズ部25とを一体化した横長形状のレンズとして構成されているのであるが、上記した形状の照明用レンズ22を中央部で左右に2分割し、その間に前記マーカ用レンズ部25を挟んだ如き形態とされている。前記マーカ用レンズ部25は、入射面側が、マーカ光源24からのレーザ光Lを単純に入射させる平坦な入射面25aとされ、出射面側が、上下方向に見て内側に凹となる曲面状をなし、レーザ光Lを横方向に拡大して出射するマーカ拡大部25bとされている。そして、マーカ用レンズ部25の左右に位置して、入射面側に拡散部22aが夫々設けられ、出射面側に集光部22bが夫々設けられ、以て、LED21からの入射光を横方向に広げると共に縦方向には細い帯状の照明光として射出する照明用レンズ22が構成されている。
On the other hand, as shown in FIG. 2, the
次に、上記構成の作用について述べる。バーコードリーダ11によりバーコードBを読取るにあたっては、ユーザは、本体ケース12を読取対象Rから適当な距離(読取基準距離前後)だけ離した状態で、その読取口12aを、横長のバーコードBが記録された読取対象Rに対してほぼ平行となるように向ける。すると、図3に示すように、マーカ光学系15により、読取口12aを通し読取対象Rに横長な帯状のマーカ光M(赤色光)が照射される。
Next, the operation of the above configuration will be described. When the barcode B is read by the
そこで、ユーザは、そのマーカ光Mが例えばバーコードBの上下方向のほぼ中心部を横切るように本体ケース12の位置合せを行い、トリガキー18のオン操作を行う。すると、マーカ光Mが消灯された上で、今度は照明光学系13により読取口12aを通してバーコードBに横長な帯状の照明光が照射され、バーコードBからの反射光が読取口12aを通して入射されて結像光学素子20を介して受光センサ19上に結像され、以てバーコードBが読取られる。
Therefore, the user aligns the
このとき、マーカ光Mの光源としてレーザ光Lを採用したことにより、均一に細く絞られた視認性の高いマーカ光Mを照射することができると共に、マーカ光Mの光軸Pと読取光軸Oとを同一の光学的平面内に配置したことによって、読取対象Rまでの距離にかかわらず、マーカ光Mの照射位置を読取位置と一致させることができる。従って、マーカ光Mとしての機能を十分に発揮させることができ、ユーザは、読取り時における位置合せを、容易かつ正確に行うことができる。 At this time, by adopting the laser light L as the light source of the marker light M, it is possible to irradiate the marker light M that is uniformly narrowed and highly visible, and the optical axis P of the marker light M and the reading optical axis. By arranging O in the same optical plane, the irradiation position of the marker light M can coincide with the reading position regardless of the distance to the reading object R. Therefore, the function as the marker light M can be sufficiently exhibited, and the user can easily and accurately perform alignment at the time of reading.
そして、マーカ光学系15においては、マーカ光源24から発せられた細いビーム状のレーザ光Lが、横方向に並んだLED21間の隙間S1を通るので、照明光学系13の照明光源となるLED21同士間の隙間S1が小さくて済むと共に、マーカ光学系15を構成するマーカ光源24及びマーカ用レンズ部25を、それぞれLED21の前後に配設できるようになる。この結果、マーカ光Mの光軸を、読取光O及び照明光軸と同一の光学的平面内に配置できながらも、マーカ光源24及びマーカ用光学素子を、結像光学素子20及び照明光学系13に対して更に横に並べて配置する必要がなくなり、光学系全体をコンパクトに配置することができた。
In the marker
このように本実施例によれば、マーカ光の光軸Pと受光光学系の読取光軸Oとが微小な角度θで交差するため、読取対象までの距離が変化するとマーカ光の照射位置が上下方向に変動するようになっていた従来のものと異なり、読取対象Rまでの距離にかかわらず、マーカ光Mの照射位置を読取位置と一致させることができる。しかも、マーカ光源24に特殊なLED光源を採用する必要もなく、視認性の良いマーカ光Mを照射することができる。このとき、光学系13、14、15の配置(本体ケース12)が幅方向に大型化してしまうこともない。
Thus, according to the present embodiment, since the optical axis P of the marker light and the reading optical axis O of the light receiving optical system intersect at a minute angle θ, the irradiation position of the marker light changes when the distance to the reading object changes. Unlike the conventional one that fluctuates in the vertical direction, the irradiation position of the marker light M can be made coincident with the reading position regardless of the distance to the reading object R. In addition, it is not necessary to use a special LED light source for the
この結果、本実施例によれば、読取り時の位置合せのためのマーカ光Mを照射するマーカ光学系15を備えるものにあって、マーカ光Mとしての機能を十分に発揮させることができながらも、光学系13、14、15全体をコンパクトに配置することができるという優れた効果を得ることができる。また、特に本実施例では、マーカ用光学素子(マーカ用レンズ部25)と照明用レンズ22とを、一体の光学部材23として構成したので、部品数の削減及び組付性の向上を図ることができ、しかも、光学部材23の構成も比較的簡単に済ませることができたのである。
As a result, according to the present embodiment, the marker
(2)第2の実施例
次に、図4及び図5を参照しながら、本発明の第2の実施例(請求項1、2、8、9に対応)について述べる。尚、以下に述べる各実施例においては、照明光学系及びマーカ光学系以外の構成については、上記第1の実施例と共通するので、共通する部分については、同一符号を付すと共に新たな図示や詳しい説明を省略し、上記第1の実施例と相違する点についてのみ述べることとする。
(2) Second Embodiment Next, a second embodiment of the present invention (corresponding to
この第2の実施例が、上記第1の実施例と異なるところは、照明光学系31及びマーカ光学系32の構成にある。即ち、図4に示すように、照明光学系31は、結像光学素子20の左右に夫々配置された照明光源としての各2個のLED21と、その前方にあって、右側(図4で奥側)に配置される照明用レンズ22と、左側(図4で手前側)に配置される光学部材33とを備えて構成される。前記光学部材33は、照明用レンズ22と、マーカ用光学素子としてのマーカ用レンズ部25とを一体化したものとされている。
The second embodiment differs from the first embodiment in the configuration of the illumination
そして、前記マーカ光学系32は、やはり、細いビーム状のレーザ光Lを前方に向けて出力するマーカ光源24と、その前方に配置され前記光学部材33に一体化されたマーカ用レンズ部25とを備えて構成される。マーカ用レンズ部25は、細いビーム状のレーザ光Lを、横(読取幅)方向に拡大して横方向に細長い帯状のマーカ光Mとして出射するためのレンズからなる。このとき、本実施例では、前記マーカ光源24は、結像光学素子20と、その左側(図1で手前側)に位置するLED21との間の、やや後方(図1で左側)に設けられ、レーザ光Lを、それら結像光学素子20とLED21と間の隙間S2を通して射出するようになっている。尚、このときにも、上下方向(矢印a方向)に微細な位置調整が可能に設けられている。
The marker
前記光学部材33は、図5にも示すように、上記第1の実施例で述べた形状の照明用レンズ22の一方(結像光学素子20側)の端部に、やはり上記したマーカ用レンズ部25を一体に有した形態に構成されている。従って、光学部材33は、入射面側に、LED21からの入射光を拡散させて横方向にほぼ均一な照度分布とする拡散部22a(レンチキュラーあるいはディフューザと称される)と、マーカ光源24からのレーザ光Lを単純に入射させる平坦な入射面25aとを有し、出射面側に、拡散された照明光を高さ方向に集光して出射する集光部22bと、レーザ光Lを横方向に拡大して出射するマーカ拡大部25bとを有して構成されている。
As shown in FIG. 5, the
このような第2の実施例の構成によれば、上記第1の実施例と同様に、読取り時の位置合せのためのマーカ光Mを照射するマーカ光学系32を備えるものにあって、マーカ光Mとしての機能を十分に発揮させることができながらも、光学系31、14、32全体をコンパクトに配置することができるという優れた効果を得ることができる。また、マーカ用光学素子(マーカ用レンズ部25)と照明用レンズ22とを、一体の光学部材33として構成したので、部品数の削減及び組付性の向上を図ることができ、しかも、光学部材33の構成も比較的簡単に済ませることができるものである。
According to the configuration of the second embodiment, as in the first embodiment, the marker
(3)第3、第4の実施例
図6は、本発明の第3の実施例(請求項3に対応)を示しており、図7は、本発明の第4の実施例(請求項3に対応)を示している。これら第3、第4の実施例では、マーカ光学系41、42の構成が上記第1の実施例と異なっており、これらマーカ光学系41、42は、レーザダイオードからなるマーカ光源43から発せられたレーザ光Lを折曲げた後、上記隙間S1を通して光学部材23のマーカ用レンズ部25に入射させる光路折曲部材を備えて構成されている。
(3) Third and Fourth Embodiments FIG. 6 shows a third embodiment of the present invention (corresponding to claim 3), and FIG. 7 shows a fourth embodiment of the present invention (claim). 3). In the third and fourth embodiments, the configuration of the marker
即ち、図6に示す第3の実施例のマーカ光学系41においては、マーカ光源43が、結像光学素子20の左側(図で手前側)に2個が並んだLED21,21のやや後方下側に、上向きにレーザ光Lを射出するように設けられている。そして、マーカ光源43の上方で、それらLED21,21のやや後方に、光路折曲部材としてのプリズム44が設けられている。このプリズム44は、傾斜面の内面側の反射面によって、マーカ光源43から上方に発せられたレーザ光Lを、前方に向けて直角に折曲げ、LED21,21間の隙間S1を通して光学部材23(マーカ用レンズ部25)に入射させるように設けられている。尚、これも図示はしないが、このプリズム44は、前後方向(矢印b方向)の位置が微調整可能に設けられている。
That is, in the marker
図7に示す第4の実施例のマーカ光学系42においては、上記第3の実施例におおけるプリズム44に代えて、光路折曲部材としてのミラー45を、角度45度傾斜させて設けたものである。この場合も、ミラー45により、マーカ光源43から上方に発せられたレーザ光Lが、前方に向けて直角に折曲げられ、LED21,21間の隙間S1を通って光学部材23(マーカ用レンズ部25)に入射されるようになっている。また、これも図示はしないが、このミラー45は、前後方向(矢印b方向)の位置が微調整可能に設けられている。
In the marker
このような第3、第4の実施例によれば、上記第1の実施例と同様に、読取り時の位置合せのためのマーカ光Mを照射するマーカ光学系41、42を備えるものにあって、マーカ光Mとしての機能を十分に発揮させることができながらも、光学系全体をコンパクトに配置することができる等の優れた効果を得ることができる。そして、光路折曲部材としてのプリズム44、ミラー45を設けたことにより、マーカ光源43から光学部材23(マーカ用レンズ部25)までの光路長を確保しながらも、マーカ光学系41、42の実際の配置をコンパクトにすることができる利点を得ることができる。
According to the third and fourth embodiments, similar to the first embodiment, the marker
尚、上記第3、第4の実施例においても、光路折曲部材により折曲されたレーザ光Lを、LED21,21間の隙間S1を通すのではなく、上記第2の実施例のように、結像光学素子20とLED21と間の隙間S2を通すように構成することも可能である。また、プリズム44及びミラー45を、前後方向(矢印b方向)の位置を微調整可能とするのではなく、上下方向(矢印a方向)の位置を微調整可能に設けるようにしても良い。
In the third and fourth embodiments, the laser beam L bent by the optical path bending member is not passed through the gap S1 between the
(4)第5、第6、第7の実施例
図8は、本発明の第5の実施例(請求項4に対応)を示している。この第5の実施例におけるマーカ光学系51は、マーカ光源24と、マーカ用レンズ部25(光学部材23)とを備えると共に、LED21,21間の隙間S1部分に配置され、マーカ光源24から発せられたレーザ光Lを、該隙間S1を通して光学部材23のマーカ用レンズ部25に導くための導光部材52を備えて構成されている。このとき、導光部材52としては、例えば光ファイバが採用されている。
(4) Fifth, Sixth and Seventh Embodiments FIG. 8 shows a fifth embodiment (corresponding to claim 4) of the present invention. The marker
このような第5の実施例によれば、上記第1の実施例と同様に、読取り時の位置合せのためのマーカ光Mを照射するマーカ光学系51を備えるものにあって、マーカ光Mとしての機能を十分に発揮させることができながらも、光学系全体をコンパクトに配置することができる等の優れた効果を得ることができる。そして、LED21,21間の隙間S1が小さいものであっても、導光部材52により、レーザ光Lを確実に通すことができ、組付け時の位置合せが容易となって組付性を向上させることができるものである。尚、導光部材52を、結像光学素子20とLED21と間の隙間S2部分に設け、そこにレーザ光Lを通すように構成しても良いことは勿論である。
According to the fifth embodiment, like the first embodiment, the marker
図9は、本発明の第6の実施例(請求項5に対応)を示しており、この第6の実施例では、光学部材53の構成が上記第1の実施例の光学部材23と異なっている。即ち、光学部材53は、LED21から発せられた光を集光,拡散し、読取幅方向に長い照明光とする照明用レンズ22と、マーカ光源24から発せられた細いビーム状のレーザ光Lを、読取幅方向に拡大して横方向に細長い帯状のマーカ光Mとして出射するマーカ用レンズ部25とを一体に備えて構成されているのであるが、ここでは更に、レーザ光LをLED21,21間の隙間S1を通して光学部材53のマーカ用レンズ部25に導くための導光部材54を一体に備えて構成されている。
FIG. 9 shows a sixth embodiment (corresponding to claim 5) of the present invention. In this sixth embodiment, the configuration of the
この場合、前記導光部材54は、マーカ用レンズ部25の入射面25aの中央部分から後方に棒状に延びる細長い突起部からなり、光学部材53に一体成型されている。このような第6の実施例によれば、上記第5の実施例と同様の作用・効果を得ることができ、それに加えて、部品数の削減及び組付性のより一層の向上を図ることができる。
In this case, the
図10は、本発明の第7の実施例(請求項7に対応)を示しており、光学部材55の構成が上記第6の実施例の光学部材53と異なっている。即ち、この光学部材55は、導光部材54を一体に有して構成されており、更にその導光部材54の下部に位置して、2個のLED21の取付位置を位置決めするための位置決め部56を一体に有して構成されている。
FIG. 10 shows a seventh embodiment (corresponding to claim 7) of the present invention, and the configuration of the
この位置決め部56は、導光部材54の下部から左右(図で前後)に延びる薄板状をなすと共に、その上面にLED21の下部形状に倣うような凹部を設けて構成されている。このような第7の実施例によれば、上記第6の実施例と同様の作用・効果を得ることができ、それに加えて、導光部材54及びLED21の組付性を向上させることができるものである。
The positioning
(5)第8、第9の実施例
図11は、本発明の第8の実施例(請求項6に対応)を示している。この第8の実施例におけるマーカ光学系61は、マーカ光源43と、光学部材62と、光路折曲部材としてのプリズム63とを備えている。前記プリズム63は、上記第3の実施例と同様に、傾斜面の内面側の反射面によって、マーカ光源43から上方に発せられたレーザ光Lを、前方に向けて直角に折曲げ、LED21,21間の隙間S1を通して光学部材62(マーカ用レンズ部25)に入射させるように設けられている。
(5) Eighth and Ninth Embodiments FIG. 11 shows an eighth embodiment (corresponding to claim 6) of the present invention. The marker
前記光学部材62は、照明用レンズ22と、マーカ用レンズ部25と、レーザ光LをLED21,21間の隙間S1を通してマーカ用レンズ部25に導くための導光部材64を一体に備えて構成されている。そして、更に、前記プリズム63が、前記導光部材64の後端部に一体的に連結されて設けられている。
The
かかる構成によれば、上記第1の実施例等と同様の効果に加え、マーカ光源43から光学部材62(マーカ用レンズ部25)までの光路長を確保しながらも、マーカ光学系61の実際の配置をコンパクトにすることができると共に、LED21,21間の隙間S1が小さいものであっても、導光部材64により、レーザ光Lを確実に通すことができ、組付け時の位置合せが容易となって組付性を向上させることができる。しかも、部品数の削減及び組付性のより一層の向上を図ることができるものである。
According to such a configuration, in addition to the same effects as in the first embodiment, the marker
図12は、本発明の第9の実施例(請求項6に対応)を示している。この第9の実施例におけるマーカ光学系65は、上記第8の実施例におけるプリズム63に代えて、マーカ光源43から上方に発せられたレーザ光Lを前方に向けて直角に折曲げ、LED21,21間の隙間S1を通して光学部材62(マーカ用レンズ部25)に入射させるための光路折曲部材としてのミラー66を設けるようにしている。このとき、前記ミラー66はミラーホルダ67に保持されて設けられ、前記ミラーホルダ67は、例えば透明なプラスチック材料から、内面にミラー66が取付けられる(或いはアルミ蒸着などの方法で設けられる)45度の傾斜面を有する箱状に構成されている。
FIG. 12 shows a ninth embodiment (corresponding to claim 6) of the present invention. The marker
そして、本実施例では、前記ミラーホルダ67が、光学部材62に一体に設けられた導光部材64の後端部に一体的に連結されて設けられている。これと共に、ミラーホルダ67の下面側に、前記マーカ光源43が取付けられるようになっている。この第9の実施例によれば、上記第8の実施例と同様の作用・効果が得られ、それに加えて、光学部材62に対してマーカ光源43までもを位置合せ状態に設けることができ、組付性をより一層向上させることができる。
In this embodiment, the
(6)第10〜第12の実施例
図13は、本発明の第10の実施例(請求項10に対応)を示しており、光学部材71の構成が上記第1の実施例の光学部材23と異なっている。即ち、光学部材71は、中央に位置して、細いビーム状のレーザ光Lを横(読取幅)方向に拡大して横方向に細長い帯状のマーカ光Mとして出射するマーカ用レンズ部72を備えると共に、その左右に位置してLED21から発せられた光を集光,拡散し、読取幅方向に長い照明光とする照明用レンズ73を備えて構成されている。
(6) Tenth to Twelfth Embodiments FIG. 13 shows a tenth embodiment (corresponding to claim 10) of the present invention, and the configuration of the
前記照明用レンズ73は、入射面側が、後方に湾曲状に膨らむ円筒面とされ、LED21からの光を高さ方向に集光する集光部73aとされ、出射面側が、平坦な面の表面に、縦方向に延びる微細な凹凸を交互に多数形成してなり、集光された照明光を拡散させて横方向にほぼ均一な照度分布とする拡散部73b(レンチキュラーあるいはディフューザと称される)とされている。前記マーカ用レンズ部72は、入射面側が、マーカ光源24からのレーザ光Lを単純に入射させる平坦な入射面72aとされ、出射面側が、レーザ光Lを横方向に拡大して出射するマーカ拡大部72bとされている。このマーカ拡大部72bは、縦方向に延びる微細な凹凸を交互に多数有したレンチキュラーあるいはディフューザと称されるものであり、前記拡散部73bと連続するように一体化された形態に設けられている。
In the
図14は、本発明の第11の実施例(請求項10に対応)に係る光学部材74の構成を示している。この光学部材74は、やはり、細いビーム状のレーザ光Lを横(読取幅)方向に拡大して横方向に細長い帯状のマーカ光Mとして出射するためのマーカ用レンズ部72と、LED21,21から発せられた光を集光,拡散し、読取幅方向に長い照明光とする照明用レンズ73とを一体に備えて構成されている。
FIG. 14 shows a configuration of an
この実施例では、上記第2の実施例と同様に、光学部材74の一方の端部にマーカ用レンズ部72が設けられている。そして、上記第10の実施例の光学部材71と同様に、光学部材74は、入射面側に、集光部73a及び入射面72aを有し、出射面側に、拡散部73b及びマーカ拡大部72bを有している。以上のような第10及び第11の実施例によっても、マーカ用レンズ部72及び照明用レンズ73としての機能を果たしながら、光学部材71,74の構成を比較的簡単に済ませることができる。
In this embodiment, a
図15は、本発明の第12の実施例を示しており、上記第1の実施例等と異なる点は、読取位置を示すためのマーカ光M´の照射形態にある。即ち、ここでは、マーカ光学系により、読取対象Rに対し読取幅方向(バーコードBの延びる方向)に並ぶ複数個、例えば中央部と左右両端部とを示す3個の点状(スポット光状)のマーカ光M´が照射されるようになっている。このような形態としても、ユーザは、マーカ光M´によって読取時の位置合せを容易かつ確実に行うことができる。 FIG. 15 shows a twelfth embodiment of the present invention, which is different from the first embodiment in the irradiation mode of the marker light M ′ for indicating the reading position. That is, here, a plurality of dots arranged in the reading width direction (the direction in which the barcode B extends) with respect to the reading object R, for example, three dot shapes (spot light shapes) indicating the center portion and the left and right end portions are used. ) Marker light M ′. Even in such a form, the user can easily and reliably perform alignment at the time of reading with the marker light M ′.
その他、本発明は上記し且つ図面に示した各実施例に限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更して実施し得るものである。 In addition, the present invention is not limited to the embodiments described above and shown in the drawings, and can be implemented with appropriate modifications without departing from the scope of the invention.
図面中、11はバーコードリーダ(光学的情報読取装置)、12は本体ケース、12aは読取口、13,31は照明光学系、14は受光光学系、15,32,41,42,51,61,65はマーカ光学系、19は受光センサ、20は結像光学素子、21はLED(照明光源)、22、73は照明用レンズ、22a,73bは拡散部、22b,73aは集光部、23,33,53,55,62,71,74は光学部材、24,43はマーカ光源、25,72はマーカ用レンズ部(マーカ用光学素子)、25b,72bはマーカ拡大部、44,63はプリズム(光路折曲部材)、45,66はミラー(光路折曲部材)、52,54,64は導光部材、56は位置決め部、Rは読取対象、Bはバーコード(一次元コード)、M,M´はマーカ光、Oは読取光軸、Lはレーザ光、Pはマーカ光の光軸、S1,S2は隙間を示す。
In the drawing, 11 is a bar code reader (optical information reader), 12 is a main body case, 12a is a reading port, 13 and 31 are illumination optical systems, 14 is a light receiving optical system, 15, 32, 41, 42, 51, 61 and 65 are marker optical systems, 19 is a light receiving sensor, 20 is an imaging optical element, 21 is an LED (illumination light source), 22 and 73 are illumination lenses, 22a and 73b are diffusion units, and 22b and 73a are condensing units. , 23, 33, 53, 55, 62, 71, 74 are optical members, 24, 43 are marker light sources, 25, 72 are marker lens parts (marker optical elements), 25b, 72b are marker enlargement parts, 44, 63 is a prism (optical path bending member), 45 and 66 are mirrors (optical path bending members), 52, 54 and 64 are light guide members, 56 is a positioning portion, R is a reading target, and B is a bar code (one-dimensional code). ), M and M ′ are marker lights, Optical axis reading, L is the optical axis of the laser beam, P is the marker light, the S1, S2 indicates the gap.
Claims (10)
前記読取対象からの反射光を結像光学素子を通して受光センサにより受光する受光光学系と、
前記読取対象に対して読取位置を示すマーカ光を照射するマーカ光学系とを具備する光学的情報読取装置であって、
前記照明光の照明光軸が、前記受光光学系の読取光軸と同一の光学的平面内に配置されるように構成されており、
前記マーカ光学系は、前記照明光源の後方に配置され、細いビーム状のマーカ光を、横方向に並んだ前記照明光源間の隙間又は前記結像光学素子と照明光源との間の隙間を通して発するマーカ光源と、
前記照明光源の前方に配置され、前記マーカ光源からのマーカ光を、前記照明光軸及び読取光軸と同一の光学的平面内で読取幅方向に拡大して帯状のマーカ光とする或いは幅方向に並ぶ複数個の点状のマーカ光とするマーカ用光学素子とを備えて構成されていることを特徴とする光学的情報読取装置。 An illumination optical system for irradiating light emitted from one or a plurality of illumination light sources toward an object to be read in which a one-dimensional code is written as illumination light long in the reading width direction by an illumination lens arranged in front of the illumination lens; ,
A light receiving optical system that receives reflected light from the reading object through a focusing optical element by a light receiving sensor;
An optical information reading apparatus comprising a marker optical system that irradiates marker light indicating a reading position with respect to the reading object,
The illumination optical axis of the illumination light is configured to be disposed in the same optical plane as the reading optical axis of the light receiving optical system,
The marker optical system is disposed behind the illumination light source, and emits a narrow beam of marker light through a gap between the illumination light sources arranged in a lateral direction or a gap between the imaging optical element and the illumination light source. A marker light source;
The marker light is arranged in front of the illumination light source, and the marker light from the marker light source is enlarged in the reading width direction in the same optical plane as the illumination optical axis and the reading optical axis to form a band-shaped marker light or in the width direction. An optical information reading device comprising a plurality of marker optical elements that serve as a plurality of dot-shaped marker lights arranged in a row.
The optical member has a condensing part that condenses the illumination light in the height direction on the incident surface side, and diffuses the condensed illumination light on the exit surface side to obtain uniform illuminance in the width direction. 9. The optical information reading apparatus according to claim 8, further comprising: a diffusing unit for distribution; and a marker enlarging unit for enlarging the marker light in a reading width direction.
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