JP2754370B2

JP2754370B2 - 光学的情報読取装置

Info

Publication number: JP2754370B2
Application number: JP8119477A
Authority: JP
Inventors: 浩志梅本; 直樹棚井
Original assignee: KIIENSU KK
Current assignee: KIIENSU KK
Priority date: 1995-04-15
Filing date: 1996-04-06
Publication date: 1998-05-20
Anticipated expiration: 2016-04-06
Also published as: JPH096889A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、バーコード等を光
学的に読取る光学的情報読取装置に関し、詳しくは受光
レンズ、ミラーおよび光電変換素子等の光学系部品の配
置構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】光を照射してバーコード等を読取る光学
的情報読取装置は、図９に示すような構成とされてい
る。図９において、１は制御信号や検出した信号を処理
する処理回路、２はＬＥＤ等の光源で、光源２は処理回
路１からの駆動信号に基づいて駆動する駆動回路４によ
り駆動され、その光は投光レンズ３を介してバーコード
５を照射する。

【０００３】６は受光レンズ、７はミラー、８は線状に
多数の光電変換素子が配列されたＣＣＤ（ｃｈａｒｇｅ
ｃｏｕｐｌｅｄｄｅｖｉｃｅ電荷結合素子）から
構成されたイメージセンサで、バーコード５からの反射
光を受光レンズ６で集光しミラー７を介してバーコード
の光像をＣＣＤ８の受光面に結象し、ＣＣＤ８で電気信
号に変換され、その信号が処理回路１に送られて処理さ
れる。

【０００４】このように構成された光学的情報読取装置
では、特に、受光レンズ６とミラー７等の光学系および
ＣＣＤ８の光受面は正確に位置決め配置される必要があ
る。従来、受光レンズ６やミラー７は、光学的情報読取
装置を収納する箱体に固定されたフレーム等に固定さ
れ、また、ＣＣＤ８は、処理回路１を実装するプリント
基板に固着され、相互に位置決め配置されている。

【０００５】例えば、ミラー７は図１０及び図１１に示
すように、光学的情報読取装置を収納する箱体（図示な
し）に固定されたフレーム９に、アルミを蒸着した反射
面１１を表側としてその裏側を接着剤或いは両面接着テ
ープ１０により固定される（図１０）か、同様に断面コ
字形の板バネ１２でその端部を挾んで固定され（図１
１）、また、ＣＣＤ８は図１２に示すように、処理回路
１を実装するプリント基板１４にピン１５をプリント基
板１４の回路に半田付けにより固定されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、ミラー７の固
定を図１０に示すような接着剤或いは両面接着テープ１
０により行なうと、接着剤の厚さのバラツキや温湿度の
影響等によって反射面の角度が変化したり、また、図１
１に示すような板バネ１２によるものであるとミラーの
基材（ガラス）の厚みのバラツキによって反射面の角度
が異なったりし、処理回路１を実装するプリント基板１
４に固定されたＣＣＤ８の受光面と位置ずれを生じる。

【０００７】したがって、光学系の部品と光学系の光像
を受光するＣＣＤ等の部品を正確に位置決め配置するに
はコスト高となり、場合によってはこれらの部品を正確
に位置決め配置することができず、更にはスペースの効
率的利用が図れず光学的情報読取装置を小型化すること
ができないといった問題があり、更に又、図１２のよう
にＣＣＤ８を半田付けしたり、図１０のように接着剤を
用いると組立てや分解時の作業性が悪いという問題があ
る。

【０００８】本発明は、上記の諸問題に鑑みなされたも
ので、光学的情報読取装置における受光レンズやミラー
等の光学系と光学系の光像を受光する光電変換素子の受
光面の位置決め配置を簡単に行なうことができると共
に、組立てや分解時の作業性が良く、かつスペースの有
効な利用が図れ小型化された光学的情報読取装置を提供
することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この目的は、読取媒体か
らの反射光の光路に配置される少なくとも絞りおよびレ
ンズと端子ピンが突出し前記絞りおよびレンズからの光
を受光して電気信号に変換する光電変換素子とを位置決
め固定する支持体と、前記端子ピンを挿脱自在とするソ
ケットが設けられ、前記光電変換素子からの電気信号を
処理する信号処理回路を実装する基板とを備え、前記支
持体と前記基板とを着脱自在としてなることを特徴とす
ることにより達成される。

【００１０】本発明では、一つの支持体に読取媒体から
の反射光を受光する絞りや受光レンズ等の光学系部品と
光学系の光像を受光する光電変換素子を位置決め固定
し、この支持体を光電変換素子の端子ピンを挿脱自在と
するソケットを設け、光電変換素子からの電気信号を処
理する信号処理回路を実装する基板に着脱自在に固定し
て構成されるので、容易に光学系部品および光電変換素
子を正確に位置決め配置することができる。また、光学
系部品および光電変換素子の位置精度を保ったまま支持
体と基板の着脱ができるので、支持体に装着されている
部品や基板部の回路の検査あるいは分解修理がそれぞれ
単独に行うことができ、さらには組立て作業が容易とな
る。

【００１１】また、支持体を基板との間に適宜の間隙を
隔てて対向させて基板に着脱自在に固定すること（請求
項２に係る発明）により、光電変換素子の端子ピンのソ
ケットへの挿入量のバラツキを吸収できるとともに、そ
の間隙における基板の面にもＩＣ等の部品が実装でき基
板の利用効率を高め、装置のより小型化が図れる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図１ないし図８を参照して説明する。図１ないし図
３は、実施の形態の一例の光学的情報読取装置を示す図
で、図１は断面図、図２は、図１の平面図、図３は図１
の側面図である。なお、図１ないし図３において同一部
分には同一の符号を付している。また、光学的情報読取
装置の外側のケースや光照射装置は除かれている。

【００１３】図１ないし図３において、２１は支持体、
２２は支持体２１の蓋体（図１のみ示す）、２７は信号
処理回路（図示なし）が実装されるプリント基板（以
下、「基板」という。）である。

【００１４】支持体２１は、バーコード等の読取媒体か
らの反射光（図１の一点鎖線Ａ）の光路に配置されるミ
ラー２６を支持する先端部３０と、ミラー２６で反射さ
れた光路に配置される絞り３７およびレンズ（受光レン
ズ）２３と絞り３７およびレンズ２３からの光を反射す
るミラー２４とミラー２４で反射された光を受光して電
気信号に変換する光電変換素子２５を支持する本体部３
１とが合成樹脂等で一体に形成されている。光電変換素
子２５はこの例では線状に多数の光電変換素子が配列さ
れたＣＣＤ（ｃｈａｒｇｅｃｏｕｐｌｅｄｄｅｖｉｃ
ｅ電荷結合素子）で構成されている。

【００１５】本体部３１と先端部３０との境界には、図
５及び図６に示すように受光レンズ２３とミラー２４と
を結ぶ光路の延長線上の反射光（図５の一点鎖線Ｂ）を
受光するときには、先端部３０を切り落して使用するた
め、その切り落しをガイドするＶ溝３２と切欠き長孔３
３が幅方向に適宜に形成されている。このＶ溝３２と切
欠き長孔３３の形成により、１種類の支持体の成形によ
って異なる方向の光を受光する支持体にすることがで
き、生産コストの低減が図れる。

【００１６】支持体２１の先端部３０には、光電変換素
子２５からの電気信号を処理する信号処理回路（図示な
し）が実装される基板２７に対向する側の反対側（以下
「表側」という）の先端部に傾斜面３４が形成され、こ
の傾斜面３４には前述のミラー２６を傾斜面３４に沿っ
て固定される。

【００１７】支持体２１の本体部３１には、その表側に
光路に沿う凹溝３６が形成されていて、その凹溝３６の
先端部に絞り３７が固定配置され、その近傍に受光レン
ズ２３が固定配置され、この例ではそのいずれも凹溝３
６に着脱自在に嵌合して位置決めされ蓋体２２との協同
により固定されている。また、凹溝３６の後端を塞ぐよ
うにしてミラー２４が所定の角度で配置されている。な
お、絞り３７は、支持体２１あるいは蓋２２と一体に形
成されても良く、また、支持体２１と協同して絞り３７
が形成されるようにしても良い。このように、光学系の
絞りを支持体と一体成形するとさらに組立て部品点数は
少なくなり、組立て作業性を少なくすることができる。

【００１８】凹溝３６を形成する周囲の肉厚部３８の後
端面、すなわち凹溝３６の後端側の側壁端面は、ミラー
２４が必要とする所定の角度（この例では４５度）と同
一の角度で傾斜する傾斜面３９に形成されていて、ミラ
ー２４の反射面の両端は、この傾斜面３９に当接されて
いる。ミラー２４の固定は、蓋２２の傾斜面３９に対向
する面がほぼ同様の角度の傾斜面４０で形成されてい
て、この傾斜面４０とミラー２４との間にスポンジ（板
バネでも良く、接着剤でも良い）４１を挿入し、ミラー
２４の両端面を傾斜面３９に直接押しつけてなされ、ミ
ラー２４の傾斜角度は傾斜面３９の傾斜角度によって決
定される。

【００１９】そして、凹溝３６のミラー２４が配置され
る後端部には、基板２７側に開口する凹部４３が形成さ
れ、その凹部４３の底面に凹溝３６に連通する長孔４２
が凹溝３６の幅方向両端に跨って形成されている。この
長孔４２はミラー２４で反射した光を凹部４３内に導く
ためで、その長孔４２に対向する位置に受光面が位置し
てＣＣＤ２５が嵌合固定されている。凹部４３の内側に
は肩部４４が形成され、さらに、凹部４３を形成する両
側の壁の外側でそれぞれの支持体２１の幅方向端部近傍
に、板バネ４６が嵌合する凹溝に続いて板バネ４６の端
部と係合する肩部４５がそれぞれ形成されている。

【００２０】ＣＣＤ２５は、この例では受光面の周縁部
にスポンジ等の弾性体４７を凹部４３内の肩部４４に押
圧当接されてＣＣＤ２５の底面が板バネ４６と密着して
位置決め固定されている。また、基板２７にはＣＣＤ２
５の端子ピン５１を挿脱自在に挿入するソケット５２が
形成されていて、ＣＣＤ２５の端子ピン５１を基板２７
に埋込み形成されたソケット５２に挿入するようにし、
端子ピン５１が基板２７と電気的に接続される際の挿入
量のバラツキを吸収するようにされている。

【００２１】なお、この例では、ＣＣＤ２５は弾性体４
７を肩部４４に押圧当接させ、その底面に板バネ４６を
密着させて、この板ばね４６の面により位置決めされて
いるが、この場合の位置決めは、ＣＣＤ２５の製造方法
によるもので受光面の基準をＣＣＤ２５の底面にした方
がより正確に位置決めできることに基づくもので、受光
面側を基準面とした方が正確である場合には、弾性体４
７を底面側にし、ＣＣＤ２５を肩部４４に直接当接させ
て位置決めをする。

【００２２】以上のようにして光学系部品と光学系の光
像を受光するＣＣＤ２５を装着した支持体２１は、本体
部３１と先端部３０のそれぞれ適宜の位置に適宜の長さ
で形成されてある第１ボス４８、第２ボス４９、第３ボ
ス３５の先端をＣＣＤ２５で変換された電気信号を取り
出して演算処理する信号処理回路（図示なし）が実装さ
れている基板２７に当て、第１ボスの先端と基板２７と
の間でねじ５０により着脱自在にねじ止めされ、第２及
び第３ボスは先端部に形成されている細径部を基板２７
に形成されている孔に嵌合して基板２７に取り付けられ
る。

【００２３】この取付けにより、支持体２１は、基板２
７に対して各ボスの長さで定まる距離を維持して位置決
め固定される。このとき支持体２１で最も基板２７に接
近するＣＣＤ２５の底面は、この例では基板２７に対し
て所定の間隔が形成されるようにされている。その理由
は、ＣＣＤ２５の底面と対向する基板２７面上において
もＩＣ等の回路部品の実装を可能とし、基板２７の利用
効率を高め、より小型化を図るためである。また、この
ように所定の間隔を設けると、ＣＣＤ２５の端子ピン５
１を基板２７のソケットに挿入する際、端子ピン５１の
挿入量のバラツキを吸収することが容易にできる。

【００２４】また、一度支持体２１を基板２７に取り付
けても、ねじ５０を外し、ＣＣＤ２５のピン５１をソケ
ット５２から抜くだけで簡単に支持体２１と基板２７と
を分離することができ、ＣＣＤ２５の底面と対向する基
板２７面上に回路部品を実装しても、その回路部品の保
守や点検は簡単にでき、その作業は簡単となる。

【００２５】図４は、ＣＣＤ２５を固定する板バネの他
の例を示すもので、（ａ）は正面図（ｂ）は側面図で、
この板バネ６０は側板６１が形成されていて、この側板
６１をＣＣＤ２５の端面に当接させ、ＣＣＤ２５が筐体
２１に対して、その高さ方向および幅方向の位置を固定
することができるようにされている。

【００２６】図５及び図６は、前述したように受光レン
ズ２３とミラー２４とを結ぶ線の延長線上のバーコード
等の読取媒体からの反射光（図５の一点鎖線Ｂ）を受光
するときの例で、図１の例の先端部３０を切り落して形
成した支持体２１の本体部３１からなる支持体であり、
構造は図１のものと同一であるのでその説明は省略す
る。ただ、この例ではＣＣＤ２５を固定する板バネとし
て図４で示す板バネ６０が用いられていて、高さ方向に
固定され、更にＣＣＤ２５の筐体２１に対する幅方向の
位置が板バネ６０の側板６１により固定されている。

【００２７】図７および図８は、本発明の実施の形態に
おける他の例の光学的情報読取装置を示す図で、図７は
断面図、図８は、図７の平面図である。なお、図１ない
し図３に示したものと同一および対応する部分には同一
の符号を付し、重複部分の説明は省略する。また、図７
および図８においても光学的情報読取装置の外側のケー
スや光照射装置は除かれている。

【００２８】図７および図８に示す例の光学的情報読取
装置が、前述の図１ないし図３に示す光学的情報読取装
置と異なる点は、ミラー２４を除き受光レンズ２３から
の光を直接にＣＣＤ２５で受光するようにしている点で
ある。そのため、支持体７１の後端に開口が基板２７と
平行して外方に向く凹部７２が形成され、凹部７２の底
面に凹溝３６に連通する長孔７６が凹溝３６の幅方向両
端に跨って形成されている。この長孔７６は受光レンズ
２３からの光を凹部７２内に導くためで、その長孔７６
に対向する位置に受光面が位置してＣＣＤ２５が嵌合固
定されている。

【００２９】凹部７２は図１ないし図３に示すものと同
様の形状、構造をなすので、その説明は省略するが、Ｃ
ＣＤ２５はその開口から挿入されてバネ４６で位置決め
固定されている。また、凹部７２の開口は基板２７と平
行する方向に位置するので、凹部７２の開口と対向して
プリント基板７３が配置され、プリント基板７３にＣＣ
Ｄ２５の端子ピン５１が挿脱自在に挿入されるソケット
７４が形成されていて、基板２７とフレキシブルプリン
ト基板７５あるいはケーブルで電気的に接続されてい
る。

【００３０】この例でも、支持体７１は、基板２７に対
して各ボスの所定長さで定まる距離を維持して位置決め
固定される。このとき支持体７１で最も基板２７に接近
する凹部７２の基板２７側の側壁は、基板２７に対して
所定の間隔が形成されるようにされて、その側壁と対向
する基板２７面上においてもＩＣ等の回路部品の実装を
可能とし、基板２７の利用効率を高め、また、回路部品
は、プリント基板７２側においても実装することができ
る。

【００３１】また、一度支持体７１を基板２７に取り付
けても、ねじ５０を外し、ＣＣＤ２５のピン５１をプリ
ント基板７３のソケット７４から抜くだけで簡単に支持
体７１と基板２７、７１とを分離することができ、回路
部品の保守や点検は簡単にでき、その作業はきわめて容
易となる。

【００３２】なお、図１および図８で示す例では、支持
体の先端部を切り落せるようにし、図５及び図６で示す
例のような場合にも適用でき、支持体として１種類の製
作で足りるようにしているものであるが、それぞれ独立
に形成してもよいことは勿論である。また、光を外部へ
投光するための光源および投光レンズは受光側の先端部
に適宜配置される。

【００３３】

【発明の効果】上述のように本発明によれば、絞りや受
光レンズ更にはミラー等の光学系部品と光学系の光像を
受光する光電変換素子が、一体に成形された一つの支持
体に位置決め固定され、各光学部品の位置精度を保った
ままで基板に着脱自在に取り付けられるので、組立ての
作業性が良く、また光学的情報読取装置の信頼性を高め
ることができる。

【００３４】また、光学系部品および光電変換素子が支
持された支持体が、光電変換素子からの電気信号を処理
する処理回路が実装されている基板に着脱自在に固定さ
れることにより、支持体に固定されている部品と基板部
をそれぞれ単独で検査や分解修理が簡単にでき、その作
業性が良くなる。

【００３５】さらに、光学系部品および光電変換素子が
支持された支持体と基板の間に間隔を設けてると、光電
変換素子の端子ピンのソケットへの挿入量のバラツキを
吸収できるとともに、その間隙における基板の面にもＩ
Ｃ等の部品が実装でき基板の利用効率が高くなり、装置
の小型化が図れる。

【００３６】更に又、ミラーや光電変換素子は、支持体
の成形により角度や位置が設定され、一度設定されると
大きく変動することはなく、分解組立て時においても、
その設定を効率的に行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態における一例の光学的情報
読取装置の断面図である。

【図２】図１で示す光学的情報読取装置の支持体の平面
図である。

【図３】図１で示す光学的情報読取装置の側面図であ
る。

【図４】図１の光学的情報読取装置に使用する一例の板
バネの構造図である

【図５】図１の変形例の光学的情報読取装置の断面図で
ある。

【図６】図５の光学的情報読取装置の支持体の平面図で
ある。

【図７】本発明の実施の形態における他の例の光学的情
報読取装置の断面図である。

【図８】図７で示す光学的情報読取装置の支持体の平面
図である。

【図９】光学的情報読取装置の概略構成図である。

【図１０】ミラーの取付け構造の一例を示す図である。

【図１１】ミラーの取付け構造の他の例を示す図であ
る。

【図１２】ＣＣＤ（光電変換素子）の取付け構造を示す
図である

【符号の説明】

２１、７１支持体２２蓋体２３受光レンズ２４、２６ミラー２５光電変換素子（ＣＣＤ）２７、７３プリント基板３０支持体の先端部３１支持体の本体部３２Ｖ溝３４、３９、４０傾斜面３５、４８、４９ボス３７絞り４２長孔４３、７２支持体の凹部４６、６０板ばね５１光電変換素子の端子ピン５２、７４ソケット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G06K 7/10

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】読取媒体からの反射光の光路に配置され
る少なくとも絞りおよびレンズと端子ピンが突出し前記
絞りおよびレンズからの光を受光して電気信号に変換す
る光電変換素子とを位置決め固定する支持体と、前記端
子ピンを挿脱自在とするソケットが設けられ、前記光電
変換素子からの電気信号を処理する信号処理回路を実装
する基板とを備え、前記支持体と前記基板とを着脱自在
としてなることを特徴とする光学的情報読取装置。
【請求項２】読取媒体からの反射光の光路に配置され
る少なくとも絞りおよびレンズと端子ピンが突出し前記
絞りおよびレンズからの光を受光して電気信号に変換す
る光電変換素子とを位置決め固定する支持体と、前記端
子ピンを挿脱自在とするソケットが設けられ、前記光電
変換素子からの電気信号を処理する信号処理回路を実装
する基板とを備え、前記支持体を前記基板に着脱自在に
固定するとともに、前記支持体と前記基板との間に回路
部品の実装を可能にする間隔を隔てて互いに対向配置し
てなることを特徴とする光学的情報読取装置。
【請求項３】端部に絞りおよびレンズからの光を受光
して電気信号に変換する光電変換素子を位置決め固定す
る凹部を備えた支持体としてなる請求項１又は請求項２
に記載の光学的情報読取装置。
【請求項４】端部に絞りおよびレンズからの光を反射
するミラーの反射角度を設定する傾斜面と、前記ミラー
の反射光を受光して電気信号に変換する光電変換素子を
位置決め固定し、前記光電変換素子からの電気信号を処
理する信号処理回路を実装する基板側に向けて開口する
凹部を備えた支持体としてなる請求項１又は請求項２に
記載の光学的情報読取装置。
【請求項５】読取媒体からの反射光の光路に配置され
る少なくとも絞りおよびレンズと端子ピンが突出し前記
絞りおよびレンズからの光を受光して電気信号に変換す
る光電変換素子とを位置決め固定する支持体と、前記光
電変換素子からの電気信号を処理する信号処理回路を実
装する基板と、前記端子ピンを挿脱自在とするソケット
が設けられて前記基板に接続されたフレキシブルプリン
ト基板とを備え、前記支持体と前記基板とを着脱自在と
してなることを特徴とする光学的情報読取装置。
【請求項６】凹部に嵌合される光電変換素子は、板バ
ネの当接により固定されてなる請求項３又は請求項４に
記載の光学的情報読取装置。