JP2017054492A - Optical information reading device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、情報コード等を光学的に読み取る光学的情報読取装置に関するものである。 The present invention relates to an optical information reader that optically reads an information code or the like.
従来、バーコードやQRコード(登録商標)などの情報コードを光学的に読み取る際、その情報コードが付された読取対象に対して撮像範囲の中心を示すマーカ光を照射することで、情報コードを読み取りやすくしている。しかしながら、マーカ光を利用して撮像範囲の中心を示す場合、実際の撮像範囲の中心とマーカ光の中心とは少なからずズレが生じるという問題がある。この問題は、読取対象と読取装置との距離が小さくなるほど顕著になる。この問題の一因としては、マーカ光の光軸と撮像範囲の中心となる光軸とを近づけようとした場合、受光センサおよびマーカ光源の大きさやそれぞれの実装に必要な領域に応じて受光センサとマーカ光源とを離して配置する必要があることがあげられる。 Conventionally, when an information code such as a barcode or a QR code (registered trademark) is optically read, an information code is emitted by irradiating a marker light indicating the center of the imaging range to a reading target to which the information code is attached. Make it easier to read. However, when the center of the imaging range is indicated using the marker light, there is a problem that the actual center of the imaging range and the center of the marker light are not significantly shifted. This problem becomes more prominent as the distance between the reading target and the reading apparatus becomes smaller. One cause of this problem is that when the optical axis of the marker light and the optical axis that is the center of the imaging range are brought close to each other, the size of the light receiving sensor and the marker light source and the area required for mounting the light receiving sensor And the marker light source need to be arranged apart from each other.
この問題を解決するため、例えば、下記特許文献1に開示される光学的情報読取装置が知られている。この光学的情報読取装置では、2つのマーカ光学系が受光センサの両側にそれぞれ設けられており、受光センサは、右側マーカ光学系と左側マーカ光学系との間で、かつ、右側マーカ光の光軸と左側マーカ光の光軸とを結ぶ仮想線上に位置するように配置されている。このため、右側マーカ光と左側マーカ光とを含むマーカ光全体の中心にあたる中心軸と受光センサの受光軸とを一致させることができるので、読取口と読取対象物との間の距離にかかわらず、読取可能範囲とその読取中心位置を正確に明示することができる。
In order to solve this problem, for example, an optical information reading device disclosed in
しかしながら、上述のように複数のマーカ光照射部(マーカ光源)を必要とする構成では、部品点数の増加に起因する製造コスト増大だけでなく、2つのマーカ光学系を受光センサの両側に配置する必要があるために読取装置の小型化が困難になるという問題がある。 However, in the configuration that requires a plurality of marker light irradiation units (marker light sources) as described above, not only the manufacturing cost increases due to an increase in the number of parts, but two marker optical systems are arranged on both sides of the light receiving sensor. Since this is necessary, there is a problem that it is difficult to reduce the size of the reading device.
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、小型化を阻害することなくマーカ光の中心と撮像範囲の中心とのズレを小さくすることが可能な光学的情報読取装置を提供することにある。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to reduce the deviation between the center of the marker light and the center of the imaging range without hindering downsizing. It is to provide a simple optical information reader.
上記目的を達成するため、特許請求の範囲の請求項1に記載の発明は、情報コード(C)を撮像可能な受光センサ(23)と、読取口(13)を介した前記情報コードからの反射光(Lr)を前記受光センサに向けて反射する反射ミラー(24,24a)と、前記反射ミラーにより反射された光を集光して前記受光センサに結像させる結像レンズ(25)と、前記受光センサによる撮像範囲の中心を示すためのマーカ光(Lm)を照射するマーカ光照射部(22)と、を備え、前記マーカ光照射部は、前記読取口に対して前記反射ミラーよりも離れた位置に設けられて、前記マーカ光の光軸(Lgm)が前記受光センサによる撮像範囲の中心となる光軸(Lgr)に対して平行であって、前記マーカ光が前記反射ミラーの外縁に近づくように配置されることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the invention according to
また、請求項5に記載の発明は、情報コード(C)を撮像可能な受光センサ(23)と、前記情報コードからの反射光(Lr)を集光して前記受光センサに結像させる結像レンズ(25)と、前記受光センサによる撮像範囲の中心を示すためのマーカ光(Lm)を照射するマーカ光照射部(22,61,71)と、前記マーカ光照射部から照射された前記マーカ光を前記受光センサによる撮像範囲に向けて反射する反射素子(51,64,72)と、を備え、前記反射素子は、反射した前記マーカ光の光軸(Lgm)と前記受光センサによる撮像範囲の中心となる光軸(Lgr)とが平行となって近づくように、前記受光センサの撮像範囲外であって前記結像レンズに近づけられて配置されることを特徴とする。
なお、上記各括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
According to the fifth aspect of the present invention, the light receiving sensor (23) capable of imaging the information code (C) and the reflected light (Lr) from the information code are condensed and imaged on the light receiving sensor. An image lens (25), a marker light irradiation unit (22, 61, 71) for irradiating a marker light (Lm) for indicating the center of the imaging range by the light receiving sensor, and the marker light irradiation unit A reflective element (51, 64, 72) that reflects the marker light toward an imaging range of the light receiving sensor, and the reflective element captures an optical axis (Lgm) of the reflected marker light and an image of the light receiving sensor. The optical axis (Lgr), which is the center of the range, is arranged outside the imaging range of the light receiving sensor and close to the imaging lens so as to approach in parallel.
In addition, the code | symbol in each said parenthesis shows the correspondence with the specific means as described in embodiment mentioned later.
請求項1の発明では、マーカ光照射部は、読取口に対して反射ミラーよりも離れた位置に設けられて、マーカ光の光軸が受光センサによる撮像範囲の中心となる光軸に対して平行であって、マーカ光が反射ミラーの外縁に近づくように配置される。これにより、マーカ光の光軸と撮像範囲の中心となる光軸との距離に関して、受光センサおよびマーカ光照射部の大きさやそれぞれの実装に必要な領域等の影響をなくすことができる。すなわち、マーカ光が反射ミラーの外縁近傍を通るためにその反射ミラーの大きさに応じてマーカ光の光軸と撮像範囲の中心となる光軸との距離が決まるので、光学的情報読取装置の小型化を阻害することなくマーカ光の中心と撮像範囲の中心とのズレを小さくすることができる。 In the first aspect of the present invention, the marker light irradiating unit is provided at a position farther from the reading mirror than the reflection mirror, and the optical axis of the marker light is the center of the imaging range of the light receiving sensor. It is parallel and it arrange | positions so that marker light may approach the outer edge of a reflective mirror. Thereby, regarding the distance between the optical axis of the marker light and the optical axis serving as the center of the imaging range, it is possible to eliminate the influence of the size of the light receiving sensor and the marker light irradiating portion, the area necessary for each mounting, and the like. That is, since the marker light passes near the outer edge of the reflecting mirror, the distance between the optical axis of the marker light and the optical axis that is the center of the imaging range is determined according to the size of the reflecting mirror. The shift between the center of the marker light and the center of the imaging range can be reduced without hindering downsizing.
請求項2の発明では、マーカ光照射部は、マーカ光が反射ミラーの外縁のうち結像レンズに近い縁部に対して近づくように配置される。このため、マーカ光は、撮像範囲の中心となる光軸よりも受光センサが実装される基板面に近づくように照射されるので、基板面に直交する方向における光学系の高さを小さくすることができ、光学的情報読取装置の更なる小型化を図ることができる。 In the invention of claim 2, the marker light irradiating part is arranged so that the marker light approaches the edge part close to the imaging lens among the outer edges of the reflection mirror. For this reason, since the marker light is irradiated so as to be closer to the substrate surface on which the light receiving sensor is mounted than the optical axis that is the center of the imaging range, the height of the optical system in the direction orthogonal to the substrate surface is reduced. Thus, the optical information reader can be further reduced in size.
請求項3の発明では、反射ミラーは、反射面の全面が受光センサによる撮像範囲に一致するように形成されるため、撮像範囲を変えることなく反射ミラーの大きさを小さくできるので、マーカ光の中心と撮像範囲の中心とのズレをより小さくすることができる。 In the invention of claim 3, since the reflecting mirror is formed so that the entire surface of the reflecting surface coincides with the imaging range by the light receiving sensor, the size of the reflecting mirror can be reduced without changing the imaging range. The deviation between the center and the center of the imaging range can be further reduced.
請求項4の発明では、マーカ光照射部は、受光センサと同じ基板に実装されており、マーカ光照射部から照射されたマーカ光を当該マーカ光の光軸が受光センサによる撮像範囲の中心となる光軸に対して平行であって反射ミラーの外縁に近づくように反射するマーカ光用反射ミラーが設けられている。これにより、マーカ光照射部と受光センサとを同じ基板に実装しても、反射ミラーの大きさに応じてマーカ光の光軸と撮像範囲の中心となる光軸との距離が決まるので、マーカ光の中心と撮像範囲の中心とのズレを小さくしつつ、光学的情報読取装置の更なる小型化を図ることができる。 In the invention of claim 4, the marker light irradiating unit is mounted on the same substrate as the light receiving sensor, and the marker light irradiated from the marker light irradiating unit has the optical axis of the marker light as the center of the imaging range by the light receiving sensor. There is provided a marker light reflecting mirror that is parallel to the optical axis and reflects so as to approach the outer edge of the reflecting mirror. As a result, even if the marker light irradiation unit and the light receiving sensor are mounted on the same substrate, the distance between the optical axis of the marker light and the optical axis serving as the center of the imaging range is determined according to the size of the reflection mirror. It is possible to further reduce the size of the optical information reader while reducing the deviation between the center of the light and the center of the imaging range.
請求項5の発明では、マーカ光照射部から照射されたマーカ光を受光センサによる撮像範囲に向けて反射する反射素子が設けられ、この反射素子は、反射したマーカ光の光軸と受光センサによる撮像範囲の中心となる光軸とが平行となって近づくように、受光センサの撮像範囲外であって結像レンズに近づけられて配置される。これにより、マーカ光の光軸と撮像範囲の中心となる光軸との距離に関して、受光センサおよびマーカ光照射部の大きさやそれぞれの実装に必要な領域等の影響をなくすことができる。すなわち、結像レンズの近くであれば撮像範囲が狭いため、反射素子を撮像範囲内となることなくその撮像範囲の中心となる光軸に近づけやすいので、光学的情報読取装置の小型化を阻害することなくマーカ光の中心と撮像範囲の中心とのズレを小さくすることができる。 In the invention of claim 5, there is provided a reflective element that reflects the marker light emitted from the marker light irradiating portion toward the imaging range by the light receiving sensor, and the reflective element is formed by the optical axis of the reflected marker light and the light receiving sensor. It is arranged outside the imaging range of the light receiving sensor and close to the imaging lens so that the optical axis that is the center of the imaging range approaches in parallel. Thereby, regarding the distance between the optical axis of the marker light and the optical axis serving as the center of the imaging range, it is possible to eliminate the influence of the size of the light receiving sensor and the marker light irradiating portion, the area necessary for each mounting, and the like. In other words, since the imaging range is narrow if it is close to the imaging lens, the reflective element can be easily brought close to the optical axis that is the center of the imaging range without being within the imaging range, thus obstructing the downsizing of the optical information reader. Without deviation, the deviation between the center of the marker light and the center of the imaging range can be reduced.
請求項6の発明では、反射素子は、入射面および出射面と、入射面から入射したマーカ光をその光軸が撮像範囲の中心となる光軸に対して平行となるように出射面に向けて内部反射する反射面とを有し、入射面および出射面の少なくとも一方に設けられる曲率に応じてマーカ光を集光してコリメートするコリメートレンズとして構成される。これにより、反射素子がマーカ光に関してコリメートレンズとしての機能と反射レンズとしての機能を兼備するので、マーカ光照射部ではコリメートレンズが不要となり、部品点数が削減されて光学的情報読取装置の小型化を図ることができる。 In the invention of claim 6, the reflecting element directs the incident surface and the exit surface and the marker light incident from the entrance surface toward the exit surface so that the optical axis thereof is parallel to the optical axis that is the center of the imaging range. A collimating lens that collects and collimates the marker light according to the curvature provided on at least one of the incident surface and the exit surface. As a result, the reflecting element has both a function as a collimating lens and a function as a reflecting lens with respect to the marker light, so that the collimating lens is unnecessary in the marker light irradiating unit, the number of parts is reduced, and the optical information reader is downsized. Can be achieved.
請求項7の発明では、反射素子は、出射面の曲率が入射面の曲率よりも大きくなるように形成される。入射面が平面で出射面が曲面であるレンズは、入射面が曲面で出射面が平面であるレンズと比較して、マーカ光照射部における絞りの位置から曲面までの距離が長くなる。すなわち、レンズを出射面の曲率が入射面の曲率よりも大きくなるように形成することで、出射面の曲率が入射面の曲率よりも小さくなるように形成される場合と比較して、マーカ光照射部における絞りの位置に対してより遠くにレンズがある場合と等価になる。また、マーカ光がコリメートされて出射されたとしても、マーカ光が読取対象に照射されたときのスポット径は、レンズから読取対象までの距離とマーカ光照射部における絞りの径が一定であれば、絞りの位置からレンズまでの距離が長くなるほど小さくなり、マーカ光が明るくなる。したがって、出射面の曲率を入射面の曲率よりも大きくすることで、スポット径が小さくなることからマーカ光を明るくでき、マーカ光の視認性を向上させることができる。 In the invention of claim 7, the reflecting element is formed such that the curvature of the exit surface is larger than the curvature of the entrance surface. A lens having a flat entrance surface and a curved exit surface has a longer distance from the stop position to the curved surface in the marker light irradiation section than a lens having a curved entrance surface and a flat exit surface. That is, by forming the lens so that the curvature of the exit surface is larger than the curvature of the entrance surface, the marker light is compared to the case where the curvature of the exit surface is smaller than the curvature of the entrance surface. This is equivalent to the case where the lens is further away from the position of the stop in the irradiating unit. Further, even if the marker light is collimated and emitted, the spot diameter when the marker light is irradiated onto the reading target is constant if the distance from the lens to the reading target and the diameter of the stop in the marker light irradiation unit are constant. The longer the distance from the aperture position to the lens, the smaller, and the marker light becomes brighter. Therefore, by making the curvature of the exit surface larger than the curvature of the entrance surface, the spot diameter is reduced, so that the marker light can be brightened and the visibility of the marker light can be improved.
請求項8の発明では、内部反射する反射面を有するレンズとして構成される反射素子の出射面には、反射面にて内部反射されたマーカ光を所定のパターンとなるように回折する回折光学素子が設けられる。これにより、所定のパターンとして形成されるマーカ光を撮像範囲の外縁を示すように照射する場合でも、そのマーカ光として機能する所定のパターンの中心と撮像範囲の中心とのズレを小さくすることができる。 In the invention of claim 8, a diffractive optical element that diffracts the marker light internally reflected by the reflecting surface into a predetermined pattern is formed on the exit surface of the reflecting element configured as a lens having a reflecting surface that internally reflects. Is provided. Thereby, even when the marker light formed as the predetermined pattern is irradiated so as to indicate the outer edge of the imaging range, the deviation between the center of the predetermined pattern functioning as the marker light and the center of the imaging range can be reduced. it can.
[第1実施形態]
以下、本発明の第1実施形態に係る光学的情報読取装置について、図面を参照して説明する。
本実施形態に係る光学的情報読取装置10は、一次元コードや二次元コード等の情報コードを光学的に読み取る情報コードリーダとして構成されている。ここで、一次元コードとしては、例えば、JANコード、EAN、UPC、ITFコード、CODE39、CODE128、NW−7等からなるいわゆるバーコードが想定される。また、二次元コードとしては、例えば、QRコード、データマトリックスコード、マキシコード、Aztecコード等の方形状の情報コードが想定される。
[First Embodiment]
Hereinafter, an optical information reading apparatus according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
The
この光学的情報読取装置10は、図示しないケースの内部に回路部20が収容されてなるものであり、回路部20は、主に、照明光源21、マーカ光照射部22、受光センサ23等の光学系と、メモリ35、制御回路40等のマイクロコンピュータ(以下「マイコン」という)系とを備えている。
The optical
光学系は、投光光学系と、受光光学系とに分かれている。投光光学系は、照明光源21とマーカ光照射部22とから構成されている。照明光源21は、照明光Lfを発光可能な照明光源として機能するもので、例えば、LEDとこのLEDの出射側に設けられるレンズとから構成されている。なお、図2では、便宜上、照明光源21の図示を省略している。
The optical system is divided into a light projecting optical system and a light receiving optical system. The light projecting optical system includes an
マーカ光照射部22は、受光センサ23による撮像範囲の中心を示すマーカ光Lmを照射可能なマーカ光源として機能するもので、例えば、LEDとこのLEDの出射側に設けられるレンズとから構成されている。なお、図1では、情報コードCが付された読取対象Rに向けて照明光Lfおよびマーカ光Lmを照射する例を概念的に示している。
The marker
受光光学系は、受光センサ23、反射ミラー24、結像レンズ25などによって構成されている。受光センサ23は、例えば、C−MOSやCCD等の固体撮像素子である受光素子を二次元に配列したエリアセンサとして情報コードCを撮像可能に構成されるものであり、受光した情報コードの各セル(パターン)ごとに反射光Lrの強度に応じた電気信号を出力するように構成されている。この受光センサ23は、図2に示すように、結像レンズ25を介して入射する入射光を受光可能に基板20aに実装されている。
The light receiving optical system includes a
図2に示すように、反射ミラー24は、外部から読取口13を介して入射する情報コードCからの反射光Lrを受光センサ23に向けて反射するように機能するもので、図略のホルダにより結像レンズ25とともに保持されている。特に、本実施形態では、反射ミラー24は、反射光Lrを受光センサ23に向けて略直角に反射するように構成されている。なお、図1では、便宜上、反射光Lrの反射方向を簡略化して図示しており、反射ミラー24の図示を省略している。
As shown in FIG. 2, the
結像レンズ25は、反射ミラー24により反射された光を集光して受光センサ23の受光面23aに像を結像可能な結像光学系として機能するものである。本実施形態では、反射ミラー24にて反射された情報コードCからの反射光Lrを結像レンズ25で集光し、受光センサ23の受光面23aにコード像を結像させている。
The
マイコン系は、増幅回路31、A/D変換回路33、メモリ35、アドレス発生回路36、同期信号発生回路38、制御回路40、操作部42、液晶表示器43、ブザー44、バイブレータ45、発光部46、通信インタフェース48等から構成されている。このマイコン系は、その名の通り、マイコン(情報処理装置)として機能し得る制御回路40およびメモリ35を中心に構成されるもので、上述した光学系によって撮像された情報コードの画像信号をハードウェア的およびソフトウェア的に信号処理し得るものである。また制御回路40は、当該光学的情報読取装置10の全体システムに関する制御も行っている。
The microcomputer system includes an
光学系の受光センサ23から出力される画像信号(アナログ信号)は、増幅回路31に入力されることで所定の増幅率で増幅された後、A/D変換回路33に入力されると、アナログ信号からディジタル信号に変換される。そして、ディジタル化された画像信号、つまり画像データ(画像情報)は、生成されてメモリ35に入力されると、所定のコード画像情報格納領域に蓄積される。なお、同期信号発生回路38は、受光センサ23およびアドレス発生回路36に対する同期信号を発生可能に構成されており、またアドレス発生回路36は、この同期信号発生回路38から供給される同期信号に基づいて、メモリ35に格納される画像データの格納アドレスを発生可能に構成されている。
An image signal (analog signal) output from the
メモリ35は、半導体メモリ装置で、例えばRAM(DRAM、SRAM等)やROM(EPROM、EEPROM等)がこれに相当する。このメモリ35のうちのRAMには、上述したコード画像情報格納領域のほかに、制御回路40が算術演算や論理演算等の各処理時に利用する作業領域や読取条件テーブルも確保可能に構成されている。またROMには、情報コードを光学的に読み取るための読取処理を実行可能な読取用プログラムや、照明光源21、受光センサ23等の各ハードウェアを制御可能なシステムプログラム等が予め格納されている。
The
制御回路40は、光学的情報読取装置10全体を制御可能なマイコンで、CPU、システムバス、入出力インタフェース等からなるもので、メモリ35とともに情報処理装置を構成し得るもので情報処理機能を有する。この制御回路40は、受光センサ23によって撮像されてメモリ35に記憶される情報コードのコード画像について解読処理(デコード)を行うように機能する。また、制御回路40は、内蔵された入出力インタフェースを介して種々の入出力装置(周辺装置)と接続可能に構成されており、本実施形態の場合、操作部42、液晶表示器43、ブザー44、バイブレータ45、発光部46、通信インタフェース48等が接続されている。
The
操作部42は、複数のキーによって構成され、使用者のキー操作に応じて制御回路40に対して操作信号を与える構成をなしており、制御回路40は、操作部42から操作信号を受けたとき、その操作信号に応じた動作を行うように構成されている。液晶表示器43は、公知の液晶表示パネルによって構成されており、制御回路40によって表示内容が制御されるようになっている。ブザー44は、公知のブザーによって構成されており、制御回路40からの動作信号に応じて所定の音を発生させるように構成されている。バイブレータ45は、携帯機器に搭載される公知のバイブレータによって構成されており、制御回路40からの駆動信号に応じて振動を発生させるように構成されている。発光部46は、例えばLEDであって、制御回路40からの信号に応じて点灯するように構成されている。通信インタフェース48は、外部(例えばホスト装置)との間でのデータ通信を行うためのインタフェースとして構成されており、制御回路40と協働して通信処理を行う構成をなしている。
The
次に、マーカ光照射部22と反射ミラー24との位置関係について図2を参照して詳述する。
図2に示すように、マーカ光照射部22は、撮像範囲の中心とマーカ光の中心とのズレを小さくするため、マーカ光Lmの光軸Lgmが受光センサ23による撮像範囲の中心となる光軸Lgrに対して平行であって、光軸Lgmと光軸Lgrとの距離Xが可能な限り小さくなるように配置されている。なお、本実施形態では、マーカ光Lmの光軸Lgmと撮像範囲の中心となる光軸Lgrとが基板20aの基板面に対してほぼ平行となるように構成されている。
Next, the positional relationship between the marker
As shown in FIG. 2, the marker
このため、本実施形態では、マーカ光照射部22は、マーカ光Lmが反射ミラー24の上縁(反射ミラー24の外縁のうち結像レンズ25から最も離れた縁部)に近づくように配置されている。さらに、マーカ光照射部22は、当該マーカ光照射部22が受光センサ23による撮像範囲に入り込まないようにするため、読取口13に対して反射ミラー24よりも離れた位置となるように、基板20aと異なる基板20bに実装されている。
For this reason, in this embodiment, the marker
すなわち、マーカ光照射部22は、読取口13に対して反射ミラー24よりも離れた位置に設けられて、マーカ光Lmの光軸Lgmが受光センサ23による撮像範囲の中心となる光軸Lgrに対して平行であって、マーカ光Lmが反射ミラー24の上縁(外縁)に近づくように配置される。
That is, the marker
このような構成により、マーカ光照射部22と受光センサ23とを同じ基板に実装する必要もないので、マーカ光Lmの光軸Lgmと撮像範囲の中心となる光軸Lgrとの距離Xに関して、受光センサ23およびマーカ光照射部22の大きさやそれぞれの実装に必要な領域等の影響をなくすことができる。すなわち、マーカ光Lmが反射ミラー24の上縁近傍を通るために、その反射ミラー24の大きさに応じてマーカ光Lmの光軸Lgmと撮像範囲の中心となる光軸Lgrとの距離Xが決まるので、光学的情報読取装置10の小型化を阻害することなくマーカ光の中心と撮像範囲の中心とのズレを小さくすることができる。
With such a configuration, since it is not necessary to mount the marker
なお、マーカ光照射部22は、マーカ光Lmが反射ミラー24の上縁に近づくように配置されることに限らず、マーカ光Lmが反射ミラー24の左縁や右縁など上縁と異なる外縁の一部に近づくように配置されてもよい。このようにしても、その反射ミラー24の外縁近傍をマーカ光Lmが通ることで、その反射ミラー24の大きさに応じてマーカ光Lmの光軸Lgmと撮像範囲の中心となる光軸Lgrとの距離Xが決まるので、光学的情報読取装置10の小型化を阻害することなくマーカ光の中心と撮像範囲の中心とのズレを小さくすることができる。
The marker
[第2実施形態]
次に、本発明の第2実施形態に係る光学的情報読取装置について、図3を参照して説明する。
図3に示すように、本第2実施形態では、マーカ光照射部22は、マーカ光Lmが反射ミラー24の下縁(外縁のうち結像レンズ25に近い縁部)に対して近づくように配置される点が、上記第1実施形態に係る光学的情報読取装置と主に異なる。
[Second Embodiment]
Next, an optical information reading apparatus according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 3, in the second embodiment, the marker
このため、マーカ光Lmは、撮像範囲の中心となる光軸Lgrよりも受光センサ23が実装される基板20aの基板面に近づくように照射されるので、その基板面に直交する方向における光学系の高さを小さくすることができ、光学的情報読取装置10の更なる小型化を図ることができる。
For this reason, since the marker light Lm is irradiated so as to be closer to the substrate surface of the
[第3実施形態]
次に、本発明の第3実施形態に係る光学的情報読取装置について、図4を参照して説明する。
図4に示すように、本第3実施形態では、反射ミラー24aは、その反射面24bの全面が受光センサ23による撮像範囲にほぼ一致するように形成される点が、上記第1実施形態に係る光学的情報読取装置と主に異なる。
[Third Embodiment]
Next, an optical information reading apparatus according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 4, in the third embodiment, the
このように、反射ミラー24aにおける反射面24bの全面が受光センサ23による撮像範囲にほぼ一致するように形成される場合には、受光センサ23による撮像範囲を変えることなく反射ミラー24aの大きさを小さくできるので、光軸Lgmと光軸Lgrとの距離Xが上記第1実施形態よりも小さくなり、マーカ光Lmの中心と撮像範囲の中心とのズレをより小さくすることができる。
In this way, when the entire reflecting
特に、本実施形態では、上記第1実施形態と比較して、反射ミラー24aが結像レンズ25に対してより近づくように配置されている。これにより、反射ミラー24aにおける反射面24bの全面が受光センサ23による撮像範囲にほぼ一致するように形成されることで、反射ミラー24aの大きさをさらに小さくでき、光軸Lgmと光軸Lgrとの距離Xをさらに小さくすることができる。
In particular, in the present embodiment, the reflecting
なお、反射ミラー24aの反射面24bの全面を受光センサ23による撮像範囲にほぼ一致させる本実施形態の特徴的構成は、他の実施形態にも適用することができる。
Note that the characteristic configuration of the present embodiment in which the
[第4実施形態]
次に、本発明の第4実施形態に係る光学的情報読取装置について、図5を参照して説明する。
本第4実施形態では、マーカ光照射部22は、受光センサ23と同じ基板20aに実装されており、マーカ光用反射ミラー26が新たに設けられる点が、上記第1実施形態に係る光学的情報読取装置と主に異なる。
[Fourth Embodiment]
Next, an optical information reading apparatus according to a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
In the fourth embodiment, the marker
図5に示すように、マーカ光照射部22は、基板20aの基板面に対して直交する方向にマーカ光Lmを照射するように基板20aに実装されている。そして、マーカ光用反射ミラー26は、マーカ光照射部22から照射されたマーカ光Lmを、その光軸Lgmが受光センサ23による撮像範囲の中心となる光軸Lgrに対して平行であって反射ミラー24の上縁に近づくように反射するように配置されている。
As shown in FIG. 5, the marker
これにより、マーカ光照射部22と受光センサ23とを同じ基板20aに実装しても、反射ミラー24の大きさに応じてマーカ光Lmの光軸Lgmと撮像範囲の中心となる光軸Lgrとの距離Xが決まるので、マーカ光の中心と撮像範囲の中心とのズレを小さくしつつ、光学的情報読取装置10の更なる小型化を図ることができる。
Thereby, even if the marker
なお、マーカ光用反射ミラー26は、マーカ光Lmが反射ミラー24の上縁に近づくように配置されることに限らず、マーカ光Lmが反射ミラー24の左縁や右縁など上縁と異なる外縁の一部に近づくように配置されてもよい。このようにしても、その反射ミラー24の外縁近傍をマーカ光Lmが通ることで、その反射ミラー24の大きさに応じてマーカ光Lmの光軸Lgmと撮像範囲の中心となる光軸Lgrとの距離Xが決まるので、マーカ光の中心と撮像範囲の中心とのズレを小さくしつつ、光学的情報読取装置10の更なる小型化を図ることができる。
The marker
特に、図6に示すように、マーカ光用反射ミラー26は、マーカ光Lmが反射ミラー24の下縁(外縁のうち結像レンズ25に近い縁部)に対して近づくように配置されてもよい。この場合には、マーカ光Lmは、撮像範囲の中心となる光軸Lgrよりも受光センサ23が実装される基板20aの基板面に近づくように照射されるので、その基板面に直交する方向における光学系の高さを小さくすることができ、光学的情報読取装置10の更なる小型化を図ることができる。
In particular, as shown in FIG. 6, the marker
[第5実施形態]
次に、本発明の第5実施形態に係る光学的情報読取装置について、図7および図8を参照して説明する。
本第5実施形態では、反射ミラー24を廃止して、マーカ光Lmを受光センサ23による撮像範囲に向けて反射する反射素子としてマーカ光用反射ミラー51が新たに設けられる点が、上記第1実施形態に係る光学的情報読取装置と主に異なる。
[Fifth Embodiment]
Next, an optical information reading device according to a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
In the fifth embodiment, the
本実施形態では、図7および図8に示すように、受光センサ23は読取モジュール用の基板20cに実装されており、その撮像範囲の中心となる光軸Lgrが基板20cの基板面に対してほぼ直交するように配置されている。この基板20cは、読取モジュール50に組み込まれて、外部から読取口13を介して入射する情報コードCからの反射光Lrが受光センサ23にて受光されるように配置されている。
In the present embodiment, as shown in FIGS. 7 and 8, the
本実施形態では、マーカ光照射部22は、読取モジュール50の一要素として構成されている。マーカ光照射部22は、結像レンズ25近傍であって、マーカ光Lmが結像レンズ25の出射側に対して光軸Lgrと交差することなく照射されるように配置されている。
In the present embodiment, the marker
マーカ光用反射ミラー51は、反射したマーカ光Lmの光軸Lgmと撮像範囲の中心となる光軸Lgrとが平行となって近づくように、受光センサ23の撮像範囲外であって結像レンズ25に近づけられて配置されている。より具体的には、マーカ光用反射ミラー51は、図7にて示すように、Y方向にて光軸Lgmと光軸Lgrとが一致し、図8にて示すように、X方向にて光軸Lgmと光軸Lgrとが距離ΔXずれてマーカ光Lmを反射するように配置されている。結像レンズ25近傍では、受光センサ23の撮像範囲が狭いため、マーカ光用反射ミラー51を受光センサ23にて撮像されることなく光軸Lgrに対して近づけやすくなり、光軸Lgmと光軸Lgrとの距離ΔXが小さくなる。
The marker
このように、本実施形態では、マーカ光照射部22から照射されたマーカ光Lmを受光センサ23による撮像範囲に向けて反射する反射素子としてマーカ光用反射ミラー51が設けられ、このマーカ光用反射ミラー51は、反射したマーカ光Lmの光軸Lgmと受光センサ23による撮像範囲の中心となる光軸Lgrとが平行となって近づくように、受光センサ23の撮像範囲外であって結像レンズ25に近づけられて配置される。
As described above, in this embodiment, the marker
これにより、マーカ光Lmの光軸Lgmと撮像範囲の中心となる光軸Lgrとの距離ΔXに関して、受光センサ23およびマーカ光照射部22の大きさやそれぞれの実装に必要な領域等の影響をなくすことができる。すなわち、結像レンズ25の近くであれば撮像範囲が狭いため、マーカ光用反射ミラー51を撮像範囲内となることなくその撮像範囲の中心となる光軸Lgrに近づけやすいので、光学的情報読取装置10の小型化を阻害することなくマーカ光の中心と撮像範囲の中心とのズレを小さくすることができる。
This eliminates the influence of the size of the
[第6実施形態]
次に、本発明の第6実施形態に係る光学的情報読取装置について、図9〜図13を参照して説明する。
本第6実施形態では、マーカ光照射部22およびマーカ光用反射ミラー51に代えて、マーカ光照射部61およびマーカ光用レンズ64を採用する点が、上記第5実施形態に係る光学的情報読取装置と主に異なる。
[Sixth Embodiment]
Next, an optical information reading device according to a sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
In the sixth embodiment, in place of the marker
本実施形態では、図9〜図11に示すように、読取モジュール60の一要素として構成されるマーカ光照射部61は、マーカ光用LED62とマーカ光用絞り63とを備え、マーカ光照射部22と異なりマーカ光を集光してコリメールするためのレンズを備えないように構成されている。このため、マーカ光用LED62から照射された光は、マーカ光用絞り63にて絞られた状態で広がりながらマーカ光Lmとしてマーカ光用レンズ64に入射する。
In the present embodiment, as shown in FIGS. 9 to 11, the marker
マーカ光用レンズ64は、入射面65および出射面66と、入射面65から入射したマーカ光Lmをその光軸Lgmが撮像範囲の中心となる光軸Lgrに対して平行となるように出射面66に向けて内部反射する反射面67とを有する反射素子として構成されている。マーカ光用レンズ64は、入射面65および出射面66に設けられる曲率に応じてマーカ光Lmを集光してコリメートするコリメートレンズとして構成されている。
The
マーカ光用レンズ64は、上述したマーカ光用反射ミラー51と同様に、受光センサ23の撮像範囲外であって結像レンズ25に近づけられて配置されている。より具体的には、マーカ光用レンズ64は、図9にて示すY方向にて光軸Lgmと光軸Lgrとが一致し、図10にて示すX方向にて光軸Lgmと光軸Lgrとが距離ΔXずれてマーカ光Lmを反射するように配置されている。
Like the marker
ここで、入射面65および出射面66の曲率について説明する。
入射面65は、入射するマーカ光Lmを集光することで反射面67にて全反射するような曲率にて形成されている。出射面66は、反射面67にて反射されたマーカ光Lmを集光することでコリメートするような曲率であって、入射面65の曲率よりも大きくなるような曲率にて形成されている。
Here, the curvature of the
The
また、図12(A)に示すような入射面111aが平面で出射面112aが曲面であるレンズ110aは、図12(B)に示すような入射面111bが曲面で出射面112bが平面であるレンズ110bと比較して、マーカ光照射部100における絞り101の位置から曲面までの距離が長くなる。すなわち、レンズを出射面の曲率が入射面の曲率よりも大きくなるように形成することで、出射面の曲率が入射面の曲率よりも小さくなるように形成される場合と比較して、マーカ光照射部100における絞り101の位置に対してより遠くにレンズ110がある場合と等価になる。
Further, in the
また、マーカ光Lmがコリメートされて出射されたとしても、マーカ光Lmが読取対象に照射されたときのスポット径D(図13の符号D1,D2参照)は、レンズ110から読取対象までの距離(図13の符号L参照)とマーカ光照射部100における絞り101の径(図13の符号d参照)が一定であれば、図13(A)(B)の開示および下記式(1)からわかるように、絞り101の位置からレンズ110までの距離B(図13の符号B1,B2参照)が長くなるほど小さくなる。
D=d×L/B ・・・(1)
Further, even if the marker light Lm is collimated and emitted, the spot diameter D (see reference numerals D1 and D2 in FIG. 13) when the marker light Lm is irradiated onto the reading object is the distance from the
D = d × L / B (1)
このようにマーカ光Lmのスポット径Dが小さくなると、マーカ光Lmが明るくなる。したがって、図11に示すように、出射面66の曲率を入射面65の曲率よりも大きくすることで、スポット径Dが小さくなることからマーカ光Lmを明るくできる。
Thus, when the spot diameter D of the marker light Lm decreases, the marker light Lm becomes brighter. Therefore, as shown in FIG. 11, by making the curvature of the
このように、本実施形態では、反射素子として機能するマーカ光用レンズ64は、入射面65および出射面66と、入射面65から入射したマーカ光Lmをその光軸が撮像範囲の中心となる光軸Lgrに対して平行となるように出射面66に向けて内部反射する反射面67とを有し、入射面65および出射面66に設けられる曲率に応じてマーカ光Lmを集光してコリメートするコリメートレンズとして構成される。
As described above, in the present embodiment, the
これにより、マーカ光用レンズ64がマーカ光Lmに関してコリメートレンズとしての機能と反射レンズとしての機能を兼備するので、マーカ光照射部52ではコリメートレンズが不要となり、部品点数が削減されて光学的情報読取装置10の小型化を図ることができる。
As a result, the
特に、マーカ光用レンズ64は、出射面66の曲率が入射面65の曲率よりも大きくなるように形成されるため、絞りの位置からレンズまでの距離が実質的に長くなり、スポット径が小さくなることからマーカ光Lmを明るくできるため、マーカ光Lmの視認性を向上させることができる。
In particular, since the
なお、要求されるマーカ光の視認性等に応じて、マーカ光用レンズ64は、入射面65および出射面66の少なくとも一方に設けられる曲率に応じてマーカ光Lmを集光してコリメートするレンズ(反射素子)として構成されてもよい。例えば、マーカ光用レンズ64は、要求されるマーカ光の視認性等に応じて、図12(A)に例示するように入射面が平面で出射面が曲面となるように形成されてもよいし、図12(B)に例示するように入射面が曲面で出射面が平面となるように形成されてもよい。
The
[第7実施形態]
次に、本発明の第7実施形態に係る光学的情報読取装置について、図14〜図16を参照して説明する。
本第7実施形態では、受光センサ23による撮像範囲の外縁を示すように所定のパターンにて照射されるマーカ光の中心と撮像範囲の中心とのズレを小さくするため、マーカ光照射部61およびマーカ光用レンズ64に代えて、マーカ光照射部71およびマーカ光用レンズ72を採用する点が、上記第6実施形態に係る光学的情報読取装置と主に異なる。
[Seventh Embodiment]
Next, an optical information reading device according to a seventh embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
In the seventh embodiment, in order to reduce the deviation between the center of the marker light irradiated in a predetermined pattern and the center of the imaging range so as to indicate the outer edge of the imaging range by the
本実施形態では、図14および図15に示すように、読取モジュール70の一要素として構成されるマーカ光照射部71は、マーカ光Lmとしてレーザ光を照射するレーザダイオード等により構成されている。
In the present embodiment, as shown in FIGS. 14 and 15, the marker
図16に示すように、マーカ光用レンズ72は、入射面73および出射面74と、入射面73から入射したマーカ光Lmをその光軸Lgmが撮像範囲の中心となる光軸Lgrに対して平行となるように出射面74に向けて内部反射する反射面75とを有する反射素子として構成されている。また、マーカ光用レンズ72では、マーカ光照射部71からマーカ光Lmがレーザ光として入射するため、入射面73および出射面74において集光用の曲面が不要となる。
As shown in FIG. 16, the
特に、マーカ光用レンズ72には、出射面74に回折光学素子(回折格子)76が一体に設けられている。この回折光学素子76は、例えば、計算機合成ホログラムCGH等であって、反射面75から入射する光を、その光軸Lgmを示す十字形状のマーカ光Lm1と光軸Lgmに対して対称な4つのマーカ光Lm2とに所定のパターンとして分光するように構成されている。特に、回折光学素子76は、4つのマーカ光Lm2が受光センサ23による撮像範囲の四隅を示すように構成されている。
In particular, the
このように構成されるマーカ光用レンズ72は、上述したマーカ光用反射ミラー51やマーカ光用レンズ64と同様に、受光センサ23の撮像範囲外であって結像レンズ25に近づけられて配置されている。より具体的には、マーカ光用レンズ72は、図14にて示すY方向にて光軸Lgmと光軸Lgrとが一致し、図15にて示すX方向にて光軸Lgmと光軸Lgrとが距離ΔXずれてマーカ光Lmを反射するように配置されている。
The
このように、本実施形態では、内部反射する反射面75を有するマーカ光用レンズ72の出射面74には、反射面75にて内部反射されたマーカ光を所定のパターンとなるように回折する回折光学素子76が設けられる。これにより、所定のパターンとして形成されるマーカ光Lm1,Lm2を撮像範囲の外縁を示すように照射する場合でも、そのマーカ光として機能する所定のパターンの中心と撮像範囲の中心とのズレを小さくすることができる。
Thus, in this embodiment, the marker light internally reflected by the reflecting
なお、出射面74に設けられる回折光学素子76は、反射面75から入射する光を、上述のようにマーカ光Lm1と4つのマーカ光Lm2とに所定のパターンとして分光(照射)するように構成されることに限らず、撮像範囲を視認させるために他のパターンとして照射するように構成されてもよい。また、回折光学素子76は、上述したように出射面74に対して一体成形されることに限らず、別体として形成されて後から出射面74に組み付けられてもよい。
The diffractive
[他の実施形態]
なお、本発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下のように具体化してもよい。
(1)上記各実施形態では、反射ミラー24,24aおよびマーカ光照射部22は、マーカ光Lmの光軸Lgmおよび撮像範囲の中心となる光軸Lgrが基板20aの基板面に対してほぼ平行となるように配置されているが、これに限らず、光軸Lgmおよび光軸Lgrが基板20aの基板面に対して傾斜するように配置されてもよい。
[Other Embodiments]
In addition, this invention is not limited to said each embodiment, For example, you may actualize as follows.
(1) In each of the above embodiments, the reflecting mirrors 24, 24a and the marker
(2)本発明は、情報コードを光学的に読み取る機能に加えて他の機能、例えば、無線通信媒体と無線通信する無線通信機能等を兼備する情報読取装置に適用することができる。 (2) The present invention can be applied to an information reading apparatus having other functions in addition to the function of optically reading an information code, such as a wireless communication function for wireless communication with a wireless communication medium.
10…光学的情報読取装置
13…読取口
20a…基板
22…マーカ光照射部
23…受光センサ
24,24a…反射ミラー
25…結像レンズ
26…マーカ光用反射ミラー
51…マーカ光用反射ミラー(反射素子)
61,71…マーカ光照射部
64,72…マーカ光用レンズ(反射素子)
65,73…入射面
66,74…出射面
67,75…反射面
76…回折光学素子
Lm…マーカ光
Lr…反射光
DESCRIPTION OF
61, 71 ... Marker
65, 73 ...
Claims (8)
読取口を介した前記情報コードからの反射光を前記受光センサに向けて反射する反射ミラーと、
前記反射ミラーにより反射された光を集光して前記受光センサに結像させる結像レンズと、
前記受光センサによる撮像範囲の中心を示すためのマーカ光を照射するマーカ光照射部と、
を備え、
前記マーカ光照射部は、前記読取口に対して前記反射ミラーよりも離れた位置に設けられて、前記マーカ光の光軸が前記受光センサによる撮像範囲の中心となる光軸に対して平行であって、前記マーカ光が前記反射ミラーの外縁に近づくように配置されることを特徴とする光学的情報読取装置。 A light receiving sensor capable of imaging an information code;
A reflection mirror that reflects reflected light from the information code through the reading port toward the light receiving sensor;
An imaging lens for condensing the light reflected by the reflecting mirror and forming an image on the light receiving sensor;
A marker light irradiation unit that emits marker light to indicate the center of the imaging range by the light receiving sensor;
With
The marker light irradiation unit is provided at a position away from the reflection mirror with respect to the reading port, and the optical axis of the marker light is parallel to the optical axis that is the center of the imaging range of the light receiving sensor. An optical information reading apparatus, wherein the marker light is arranged so as to approach an outer edge of the reflecting mirror.
前記マーカ光照射部から照射された前記マーカ光を、当該マーカ光の光軸が前記受光センサによる撮像範囲の中心となる光軸に対して平行であって前記反射ミラーの外縁に近づくように反射するマーカ光用反射ミラーを備えることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の光学的情報読取装置。 The marker light irradiation unit is mounted on the same substrate as the light receiving sensor,
The marker light irradiated from the marker light irradiation unit is reflected so that the optical axis of the marker light is parallel to the optical axis that is the center of the imaging range by the light receiving sensor and approaches the outer edge of the reflection mirror. The optical information reader according to claim 1, further comprising a marker light reflecting mirror.
前記情報コードからの反射光を集光して前記受光センサに結像させる結像レンズと、
前記受光センサによる撮像範囲の中心を示すためのマーカ光を照射するマーカ光照射部と、
前記マーカ光照射部から照射された前記マーカ光を前記受光センサによる撮像範囲に向けて反射する反射素子と、
を備え、
前記反射素子は、反射した前記マーカ光の光軸と前記受光センサによる撮像範囲の中心となる光軸とが平行となって近づくように、前記受光センサの撮像範囲外であって前記結像レンズに近づけられて配置されることを特徴とする光学的情報読取装置。 A light receiving sensor capable of imaging an information code;
An imaging lens that focuses the reflected light from the information code and forms an image on the light receiving sensor;
A marker light irradiation unit that emits marker light to indicate the center of the imaging range by the light receiving sensor;
A reflective element that reflects the marker light emitted from the marker light irradiation unit toward an imaging range by the light receiving sensor;
With
The reflecting element is outside the imaging range of the light receiving sensor and is the imaging lens so that the optical axis of the reflected marker light and the optical axis that is the center of the imaging range by the light receiving sensor approach each other in parallel. An optical information reading device, which is disposed close to the optical information reading device.
前記出射面には、前記反射面にて内部反射された前記マーカ光を所定のパターンとなるように回折する回折光学素子が設けられることを特徴とする請求項5に記載の光学的情報読取装置。 The reflective element includes an entrance surface and an exit surface, and the marker light incident from the entrance surface is directed toward the exit surface so that its optical axis is parallel to the optical axis that is the center of the imaging range. Configured as a lens having a reflective surface to reflect,
6. The optical information reader according to claim 5, wherein a diffractive optical element that diffracts the marker light internally reflected by the reflecting surface into a predetermined pattern is provided on the exit surface. .
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