JP2753980B2 - バーコードリーダ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、バーコード情報を
光学的に読み取るバーコードリーダに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、バーコードリーダが流通部門で広
く用いられているが、バーコードとバーコードリーダの
読み取り口との距離の遠近に関わらず正確に読み取れる
ことが要求され、とくに、離れている場合が重要であ
る。

【０００３】以下、従来のバーコードリーダについて図
面を参照しながら説明する。図７は従来のバーコードリ
ーダの構成を示す一部切欠斜視図である。図において、
１はケーシング２の先端部に開口した読み取り口、３は
複数の発光ダイオードを直線上に配列した光源４からの
照射光を、光源４の配列方向イと、平行なシリンドリカ
ル面５を有する集光レンズ６とにより圧縮してバーコー
ド７上に照射する投光手段、８はバーコード７から反射
し、ミラー９を経由した光を結像させる結像レンズ、１
０は直線上に配列され、結像レンズ８により結像された
像を電気信号に変換する受光素子列、１１は受光素子列
１０の出力を処理してバーコードの解読処理を行う信号
処理回路である。

【０００４】以下、上記構成要素の相互関係と動作につ
いて説明する。バーコード７を読み取り口１に近付ける
と、投光手段３がバーコード７に光を照射し、その反射
光を結像レンズ８が受光素子列１０に結像し、受光素子
列１０がその像を電気信号に変換し、信号処理回路１１
がその電気信号を解読処理する。

【０００５】図８は光源４から５°の角度間隔で照射さ
れた光線が集光レンズ６を通過したときの光路を示す側
面図である。図において、集光レンズ６のシリンドリカ
ル面５の曲率は一様であり、光源４からの照射光は軸ロ
を中心に対称に圧縮される。シリンドリカル面５は全面
が薄くシボ加工が施され、光源４からの光はシリンドリ
カル面５である程度拡散されることにより、光源４から
の照射光において発光ダイオードの光軸近傍が明るく、
発光ダイオードの光軸の間は暗いと言う照明むらを和ら
げている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このような従来のバー
コードリーダでは、バーコード７を読み取り口１から離
して読むときは、光源４からの照射光が広がって進行す
ることと、シボ加工されたシリンドリカル面５により拡
散されることとにより、バーコード７上に照射される照
射光の光量が少なくなり、正確なバーコードの読み取り
ができないと言う問題があった。

【０００７】また、図９に示したように、光源４からの
照射光の広がりを抑えるため、集光レンズ６による光の
圧縮を強くすると、受光素子列１０に結像させる結像レ
ンズ８の読み取り視野ハと、光源４からの照射光の交わ
る範囲ニが小さくなり、バーコード７を読み取り口１か
ら離して読むとき、読み取り位置からの照射光が外れて
しまい、正確なバーコードの読み取りができないと言う
問題があった。

【０００８】本発明は上記の課題を解決するもので、読
み取り口から離れた位置でもバーコードを正確に読み取
ることができるバーコードリーダを提供することを目的
とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１に係わる本発明
は、バーコード上に光を照射する投光手段と、前記バー
コードからの反射光を結像させる結像レンズと、直線上
に配列されて前記結像レンズにより結像した光学情報を
電気信号に変換する受光素子列と、前記電気信号を処理
してバーコード情報を検出する信号処理回路とを備えた
バーコードリーダにおいて、前記投光手段は列状に配設
した光源と前記光源の配列方向と平行なシリンドリカル
面を有する集光レンズを備え、前記結像レンズの光軸と
前記受光素子列の並び方向とからなる平面に対し、近く
で交わる前記光源からの光に比べ、遠くで交わる前記光
源からの光をより圧縮するように、前記集光レンズのシ
リンドリカル面の曲率を複数の曲率半径により合成した
バーコードリーダである。

【００１０】これにより、読み取り口から離れた位置で
は読み取り視野に照射される照射光の光線の広がりを抑
え、バーコードの読み取りに必要な照射照度を得ること
ができるとともに、読み取り口に近い位置では読み取り
視野に照射される照射光の光線の広がりをあまり抑え
ず、読み取り視野と照射光の交わる範囲を大きくでき
る。また、請求項２に係わる本発明は、バーコード上に
光を照射する投光手段と、前記バーコードからの反射光
を結像させる結像レンズと、直線上に配列されて前記結
像レンズにより結像した光学情報を電気信号に変換する
受光素子列と、前記電気信号を処理してバーコード情報
を検出する信号処理回路とを備えたバーコードリーダに
おいて、前記投光手段は列状に配設した光源と前記光源
の配列方向と平行なシリンドリカル面を有する集光レン
ズを備え、前記集光レンズは前記シリンドリカル面また
は前記シリンドリカル面と向い合う面についてシボ加工
を施す領域とシボ加工を施さない領域に分け、前記結像
レンズの光軸と前記受光素子列の並び方向とからなる平
面に対し、近くで交わる前記光源からの光はシボ加工さ
れた領域を通過することより拡散し、遠くで交わる前記
光源からの光はシボ加工されていない領域を通過するこ
とにより拡散しないようにしたバーコードリーダであ
る。

【００１１】これにより、読み取り口から離れた位置で
は読み取り視野に照射される照明光はシリンドリカル面
で拡散されず、バーコードの読み取りに必要な照射照度
を得ることができるとともに、読み取り口に近い位置で
は読み取り視野に照射される照明光はシリンドリカル面
で拡散して照明むらを和らげる。また、請求項３に係わ
る本発明は、バーコード上に光を照射する投光手段と、
前記バーコードからの反射光を結像させる結像レンズ
と、直線上に配列されて前記結像レンズにより結像した
光学情報を電気信号に変換する受光素子列と、前記電気
信号を処理してバーコード情報を検出する信号処理回路
とを備えたバーコードリーダにおいて、前記投光手段は
列状に配設した光源と前記光源の配列方向と平行なシリ
ンドリカル面を有する集光レンズを備え、前記集光レン
ズを前記光源に対して前記シリンドリカル面の曲率方向
に移動調整することにより投光の方向を調整するように
したバーコードリーダである。

【００１２】これにより、集光レンズを光源に対してシ
リンドリカル面の曲率方向に移動調整することにより投
光方向を変えて、読み取り視野と照明光の交わる範囲を
大きくするように調整できる。また、請求項４に係わる
本発明は、バーコード上に光を照射する投光手段と、前
記バーコードからの反射光を結像させる結像レンズと、
直線上に配列されて前記結像レンズにより結像した光学
情報を電気信号に変換する受光素子列と、前記電気信号
を処理してバーコード情報を検出する信号処理回路とを
備えたバーコードリーダにおいて、前記結像レンズの光
軸と前記受光素子列の並び方向とからなる平面に対し、
近くで交わる前記光源からの光に比べ、遠くで交わる前
記光源からの光をより圧縮したバーコードリーダであ
る。

【００１３】これにより、読み取り口から離れた位置で
は読み取り視野に照射される照射光の光線の広がりを抑
え、バーコードの読み取りに必要な照射照度を得ること
ができるとともに、読み取り口に近い位置では読み取り
視野に照射される照射光の光線の広がりをあまり抑え
ず、読み取り視野と照射光の交わる範囲を大きくでき
る 。

【００１４】

【発明の実施の形態】請求項１に記載の本発明は、バー
コード上に光を照射する投光手段と、前記バーコードか
らの反射光を結像させる結像レンズと、直線上に配列さ
れて前記結像レンズにより結像した光学情報を電気信号
に変換する受光素子列と、前記電気信号を処理してバー
コード情報を検出する信号処理回路とを備えたバーコー
ドリーダにおいて、前記投光手段は列状に配設した光源
と前記光源の配列方向と平行なシリンドリカル面を有す
る集光レンズを備え、前記結像レンズの光軸と前記受光
素子列の並び方向とからなる平面に対し、近くで交わる
前記光源からの光に比べ、遠くで交わる前記光源からの
光をより圧縮するように、前記集光レンズのシリンドリ
カル面の曲率を複数の曲率半径により合成したバーコー
ドリーダであり、また、請求項２に記載の本発明は、バ
ーコード上に光を照射する投光手段と、前記バーコード
からの反射光を結像させる結像レンズと、直線上に配列
されて前記結像レンズにより結像した光学情報を電気信
号に変換する受光素子列と、前記電気信号を処理してバ
ーコード情報を検出する信号処理回路とを備えたバーコ
ードリーダにおいて、前記投光手段は列状に配設した光
源と前記光源の配列方向と平行なシリンドリカル面を有
する集光レンズを備え、前記集光レンズは前記シリンド
リカル面または前記シリンドリカル面と向い合う面につ
いてシボ加工を施す領域とシボ加工を施さない領域に分
け、前記結像レンズの光軸と前記受光素子列の並び方向
とからなる平面に対し、近くで交わる前記光源からの光
はシボ加工された領域を通過することより拡散し、遠く
で交わる前記光源からの光はシボ加工されていない領域
を通過することにより拡散しないようにしたバーコード
リーダであり、また、請求項３に係わる本発明は、バー
コード上に光を照射する投光手段と、前記バーコードか
らの反射光を結像させる結像レンズと、直線上に配列さ
れて前記結像レンズにより結像した光学情報を電気信号
に変換する受光素子列と、前記電気信号を処理してバー
コード情報を検出する信号処理回路とを備えたバーコー
ドリーダにおいて、前記投光手段は列状に配設した光源
と前記光源の配列方向と平行なシリンドリカル面を有す
る集光レンズを備え、前記集光レンズを前記光源に対し
て前記シリンドリカル面の曲率方向に移動調整すること
により投光の方向を調整するようにしたバーコードリー
ダである。また、請求項４に係わる本発明は、バーコー
ド上に光を照射する投光手段と、前記バーコードからの
反射光を結像させる結像レンズと、直線上に配列されて
前記結像レンズにより結像した光学情報を電気信号に変
換する受光素子列と、前記電気信号を処理してバーコー
ド情報を検出する信号処理回路とを備えたバーコードリ
ーダにおいて、前記結像レンズの光軸と前記受光素子列
の並び方向とからなる平面に対し、近くで交わる前記光
源からの光に比べ、遠くで交わる前記光源からの光をよ
り圧縮したバーコードリーダである。

【００１５】以下、本発明の実施の形態について説明す
る。 （実施の形態１） 以下、本発明のバーコードリーダの一実施形態について
図面を参照しながら説明する。

【００１６】図１は本実施形態の構成を示す一部切欠斜
視図である。図において、１２はケーシング１３の先端
部に開口した読み取り口、１４は光源となる発光ダイオ
ード１５、１６からの照射光を発光ダイオード１５、１
６の配列方向ホと平行なシリンドリカル面１７を有する
集光レンズ１８で圧縮してバーコード１９に照射する投
光手段、２０はバーコード１９から反射した光を結像さ
せる結像レンズ、２１は結像レンズ２０により結像され
た像を電気信号へ変換する受光素子列、２２は受光素子
列２１の出力を処理し、バーコードの解読処理を行う信
号処理回路である。

【００１７】上記構成要素の相互関係と動作について説
明する。バーコード１９を読み取り口１２に近付ける
と、投光手段１４がバーコード１９に光を照射し、その
反射光を結像レンズ２０が受光素子列２１に結像し、受
光素子列２１がその像を電気信号に変換し、信号処理回
路２２がその電気信号を解読処理する。以上の動作の基
本は従来例と同じである。本実施例が従来例と異なる点
は、投光手段１４の構成にある。

【００１８】図２は本実施形態における投光手段１４の
構成を示す要部側面図である。図において、ヘ、ト、チ
はそれぞれシリンドリカル面の領域を示す。本実施形態
においては、集光レンズ１８のシリンドリカル面１７の
曲率半径を、領域ヘにおいては４．５ｍｍ、領域トにお
いては４．５ｍｍから６ｍｍへの徐変、領域チにおいて
は６ｍｍとする。

【００１９】図３は光源の発光ダイオード１５または１
６から５°の角度間隔で照射された光線が集光レンズ１
８を通過したときの光路を示す側面図である。結像レン
ズ２０の光軸と受光素子列２１の並び方向とからなる平
面上にある読み取り視野リに対し、近くで交わる光線群
ヌに比べ、遠くで交わる光線群ルは強く圧縮され、光線
間の広がりが抑えられる。

【００２０】以上のように、本実施形態においては、読
み取り口１２から離れた位置では、読み取り視野ルに照
射される照射光の光線の広がりが抑えられ、バーコード
の読み取りに必要な照明照度を得ることができる。ま
た、読み取り口１２に近い位置では、読み取り視野リに
照射される照明光の光線の広がりはあまり抑えられず、
読み取り視野リと照明光の交わる範囲を大きくすること
ができる。

【００２１】（実施の形態２） 以下、請求項２に係わる本発明の一実施形態について図
面を参照しながら説明する。図４は本実施形態における
集光レンズ１８の構成を示す斜視図である。本実施形態
においては、集光レンズ１８のシリンドリカル面１７の
領域ヲだけにシボ加工を施している。図３に示したよう
に、結像レンズ２０の光軸と受光素子列２１の並び方向
とからなる平面上にある読み取り視野リに対し、近くで
交わる光線群ヌは、シリンドリカル面１７の領域ヲを通
過することにより、シボ加工による表面の凹凸で、ある
程度拡散される。また、遠くで交わる光線群ルは、領域
ワを通過することにより、拡散されずに進行する。

【００２２】以上のように、本実施形態によれば、読み
取り口１２から離れた位置では、読み取り視野リに照射
される照射光はシリンドリカル面１７で拡散されず、バ
ーコードの読み取りに必要な照明照度を得ることができ
る。また、読み取り口１２に近い位置では、読み取り視
野リに照射される照明光はシリンドリカル面１７におけ
るシボ加工により拡散して、照明光において発光ダイオ
ード１５、１６の光軸が明るく、発光ダイオード１５、
１６の光軸の間は暗いと言う照明むらを和らげることが
できる。

【００２３】（実施の形態３） 以下、請求項３に係わる本発明の一実施形態について図
面を参照しながら説明する。図５は光学系の構成を示す
要部分解斜視図である。図において、内ケーシング
（上）２３と内ケーシング（下）２４は、発光ダイオー
ド１５、１６を配設した基板と、集光レンズ１８と、結
像レンズ２０と、受光素子列２１とを所定位置に保持
し、ケーシング１３に固定される。集光レンズ１８は端
面にリブ２５を備え、内ケーシング（下）２４に設けた
溝２６にはめ込まれ、シリンドリカル面１７の曲率方向
カに摺動可能に取り付けられている。内ケーシング
（下）２４に形成された板ばね部２７は集光レンズ１８
を付勢しており、内ケーシング（上）２３に取り付けた
ねじ２８を回すことにより集光レンズ１８の曲率方向カ
の位置が調整される。たとえば、集光レンズ１８を図３
に示した位置に比べて曲率方向カに０．５ｍｍ下に移動
すると、発光ダイオード１５または１６から照射される
光は、図６に示したように、投光の方向が変化する。

【００２４】以上のように本実施形態によれば、読み取
り視野と照明光の交わる範囲を大きくするように調整す
ることができる。

【００２５】

【発明の効果】請求項１に係わる本発明のバーコードリ
ーダによれば、光源からバーコードに照射される照明光
は、集光レンズの光源の配列に平行なシリンドリカル面
により圧縮される。しかも、結像レンズの光軸と受光素
子列の並び方向とからなる平面に対し、近くで交わる照
明光に比べ、遠くで交わる照明光をより圧縮するよう
に、集光レンズのシリンドリカル面の曲率を複数の曲率
半径で合成することにより、読み取り口から離れた位置
では、読み取り視野に照射される照明光の光線の広がり
を抑え、バーコードの読み取りに必要な照明照度を得る
ことができる。また、読み取り口に近い位置では、読み
取り視野に照射される照明光の光線の広がりをあまり抑
えず、読み取り視野と照明光の交わる範囲を大きくする
ことができる。また、請求項２に係わる本発明のバーコ
ードリーダによれば、シリンドリカル面またはシリンド
リカル面と向い合う面についてシボ加工を施す領域とシ
ボ加工を施さない領域とに分け、結像レンズの光軸と受
光素子列の並び方向とからなる平面に対し、近くで交わ
る光源からの照明光はシボ加工された領域を通過し、読
み取り口から離れた位置では、読み取り視野に照射され
る照明光はシリンドリカル面で拡散されず、バーコード
の読み取りに必要な照明照度を得ることができる。ま
た、読み取り口に近い位置では、読み取り視野に照射さ
れる照明光はシリンドリカル面で拡散して、照明のむら
を和らげることができる。また、請求項３に係わる本発
明のバーコードリーダによれば、集光レンズを光源に対
してシリンドリカル面の曲率方向に移動調整することに
より、投光の方向を変えて、読み取り視野と照明光の交
わる範囲を大きくするように調整することができる。ま
た、請求項４に係わる本発明のバーコードリーダによれ
ば、読み取り口から離れた位置では読み取り視野に照射
される照射光の光線の広がりを抑え、バーコードの読み
取りに必要な照射照度を得ることができるとともに、読
み取り口に近い位置では読み取り視野に照射される照射
光の光線の広がりをあまり抑えず、読み取り視野と照射
光の交わる範囲を大きくできる。

【００２６】上記の手段により、従来よりも読み取り口
から離れた位置でバーコードを読み取れるバーコードリ
ーダを実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１に係わる本発明のバーコードリーダの
一実施形態の構成を示す一部破断斜視図

【図２】請求項２に係わる本発明のバーコードリーダの
一実施形態における投光手段の構成を示す側面図

【図３】同実施形態における投光手段の光源から照射さ
れた光の光路を示す側面図

【図４】同実施形態における集光レンズの構成を示す斜
視図

【図５】請求項３に係わる本発明のバーコードリーダに
おける光学系の構成を示す要部分解斜視図

【図６】同実施形態において投光方向を調整したときの
投光手段の光源から照射された光の光路を示す側面図

【図７】従来のバーコードリーダの構成を示す一部切欠
斜視図

【図８】従来例において投光手段の光源から照射された
光の光路を示す側面図

【図９】従来例において投光手段の光源から照射された
光の光路を示す側面図

【符号の説明】

１４ 投光手段 １５、１６ 発光ダイオード（光源） １７ シリンドリカル面 １８ 集光レンズ １９ バーコード ２０ 結像レンズ ２１ 受光素子列 カ 曲率方向 ヲ シボ加工領域

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 バーコード上に光を照射する投光手段
   と、前記バーコードからの反射光を結像させる結像レン
   ズと、直線上に配列されて前記結像レンズにより結像し
   た光学情報を電気信号に変換する受光素子列と、前記電
   気信号を処理してバーコード情報を検出する信号処理回
   路とを備えたバーコードリーダにおいて、前記投光手段
   は列状に配設した光源と前記光源の配列方向と平行なシ
   リンドリカル面を有する集光レンズを備え、前記結像レ
   ンズの光軸と前記受光素子列の並び方向とからなる平面
   に対し、近くで交わる前記光源からの光に比べ、遠くで
   交わる前記光源からの光をより圧縮するように、前記集
   光レンズのシリンドリカル面の曲率を複数の曲率半径に
   より合成したバーコードリーダ。
2. 【請求項２】 バーコード上に光を照射する投光手段
   と、前記バーコードからの反射光を結像させる結像レン
   ズと、直線上に配列されて前記結像レンズにより結像し
   た光学情報を電気信号に変換する受光素子列と、前記電
   気信号を処理してバーコード情報を検出する信号処理回
   路とを備えたバーコードリーダにおいて、前記投光手段
   は列状に配設した光源と前記光源の配列方向と平行なシ
   リンドリカル面を有する集光レンズを備え、前記集光レ
   ンズは前記シリンドリカル面または前記シリンドリカル
   面と向い合う面についてシボ加工を施す領域とシボ加工
   を施さない領域に分け、前記結像レンズの光軸と前記受
   光素子列の並び方向とからなる平面に対し、近くで交わ
   る前記光源からの光はシボ加工された領域を通過するこ
   とより拡散し、遠くで交わる前記光源からの光はシボ加
   工されていない領域を通過することにより拡散しないよ
   うにしたバーコードリーダ。
3. 【請求項３】 バーコード上に光を照射する投光手段
   と、前記バーコードからの反射光を結像させる結像レン
   ズと、直線上に配列されて前記結像レンズにより結像し
   た光学情報を電気信号に変換する受光素子列と、前記電
   気信号を処理してバーコード情報を検出する信号処理回
   路とを備えたバーコードリーダにおいて、前記投光手段
   は列状に配設した光源と前記光源の配列方向と平行なシ
   リンドリカル面を有する集光レンズを備え、前記集光レ
   ンズを前記光源に対して前記シリンドリカル面の曲率方
   向に移動調整することにより投光の方向を調整するよう
   にしたバーコードリーダ。
4. 【請求項４】 バーコード上に光を照射する投光手段
   と、前記バーコードからの反射光を結像させる結像レン
   ズと、直線上に配列されて前記結像レンズにより結像し
   た光学情報を電気信号に変換する受光素子列と、前記電
   気信号を処理してバーコード情報を検出する信号処理回
   路とを備えたバーコードリーダにおいて、前記結像レン
   ズの光軸と前記受光素子列の並び方向とからなる平面に
   対し、近くで交わる前記光源からの光に比べ、遠くで交
   わる前記光源からの光をより圧縮したバーコードリー
   ダ。