JP2754375B2

JP2754375B2 - 光学的情報読取装置

Info

Publication number: JP2754375B2
Application number: JP9117400A
Authority: JP
Inventors: 浩志梅本; 直樹棚井
Original assignee: KIIENSU KK
Current assignee: KIIENSU KK
Priority date: 1997-03-31
Filing date: 1997-03-31
Publication date: 1998-05-20
Anticipated expiration: 2016-04-06
Also published as: JPH1049619A

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支持体の構造に
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、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装置が小型化さ
れ、さらには製造コストの低減が図れる光学的情報読取
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】本発明の上記目的は、読
取媒体からの反射光の光路に配置されるミラーと、前記
ミラーで反射された光路に配置される絞りおよびレンズ
と、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、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とを備えてなる光学的情
報読取装置において、前記ミラーと、少なくとも前記絞
りおよびレンズとを一体成形された支持体に位置決め固
定するとともに、前記支持体は前記ミラーを固定する先
端部と前記絞りおよびレンズを固定する本体部との間に
前記先端部と前記本体部との分離をガイドする少なくと
も長孔またはＶ溝を形成してなることを特徴とすること
により達成される。

【００１０】本発明の上記特徴によれば、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
度を保ったままで光電変換素子や基板側の信号処理回路
に接続される。したがって、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容易に高めることが
できる。この場合、支持体に光電変換素子を位置決め固
定する凹部を形成しておくと（請求項４、５）、この凹
部に光電変換素子を嵌め込み固定するだけで、光学部品
と光電変換素子との位置関係が定まり両者の位置合わせ
をきわめて容易に行うことができる。

【００１１】また、支持体はバーコード等の読取媒体か
らの反射光の方向を変更するミラーを固定する先端部が
長孔またはＶ溝により容易に分離できるようにされてい
るので、受光する反射光の方向に応じて先端部を切り落
して使用することができる。したがって、支持体を１種
類の金型で一体成形することができ、受光する反射光の
方向に応じたそれぞれの種類の金型を用意する必要がな
く、その分生産コストの低減が図れる。

【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。

【００１３】図１ないし図３は、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。

【００１４】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。

【００１５】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（ｃｈａｒｇｅｃｏｕｐｌｅｄｄｅｖｉ
ｃｅ電荷結合素子）で構成されている。

【００１６】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を分離、すなわち切り落
して使用するため、その切り落しをガイドするＶ溝３２
と切欠き長穴３３が幅方向に適宜に形成されている。こ
のＶ溝３２と切欠き長穴３３の形成により、先端部３０
の切り落としを容易に行うことができ、また１種類の金
型で異なる方向の光を受光する支持体の製作を可能にす
る。

【００１７】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。

【００１８】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。

【００１９】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。

【００２０】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。

【００２１】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。

【００２２】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。

【００２３】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。

【００２４】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。

【００２５】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。

【００２６】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。

【００２７】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。

【００２８】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。

【００２９】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。

【００３０】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。

【００３１】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。

【００３２】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。

【００３３】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。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。更に、支持体は基板に着脱自在とされている
が、着脱自在に限られるものではなく、凹溝も必ずしも
必要とするものではない。

【００３４】

【発明の効果】上述のように本発明によれば、支持体は
バーコード等の読取媒体からの反射光の方向を変更する
ミラーを固定する先端部が分離可能、すなわち容易に切
り落せるようにされているので、支持体を１種類の金型
で一体成形することができ、受光する反射光の方向に応
じたそれぞれの形状の金型を用意する必要がなく、その
分生産コストの低減が図れる。

【００３５】また、絞りや受光レンズ更にはミラー等の
光学系部品が、一体に成形された一つの支持体に位置決
め固定されるので、光学系部品は、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、その設定は効
率的に行なうことができる。

【００３６】この場合、支持体に光電変換素子を位置決
め固定する凹部を形成しておくと、この凹部に光電変換
素子を嵌め込み固定するだけで、光学部品と光電変換素
子との位置関係が定まり両者の位置合わせもきわめて容
易に行うことができる。さら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、よ
り組立て作業性は良くなる。

【００３７】また、光学系部品および光電変換素子が装
着された支持体を、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す
ることができ、この場合、支持体に装着されている部品
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。また支持体は基板と適宜間
隔を隔てて重ねて配置することが可能になり、光学的情
報読取装置の小型化を図ることができる。

【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３３長孔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

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
るミラーと、前記ミラーで反射された光路に配置される
絞りおよびレンズと、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、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とを備
えてなる光学的情報読取装置において、前記ミラーと、
少なくとも前記絞りおよびレンズとを一体成形された支
持体に位置決め固定するとともに、前記支持体は前記ミ
ラーを固定する先端部と前記絞りおよびレンズを固定す
る本体部との間に前記先端部と前記本体部との分離をガ
イドする少なくとも長孔またはＶ溝を形成してなること
を特徴とする光学的情報読取装置。
【請求項２】本体部の先端側に絞りを一体成形されて
なる請求項１記載の光学的情報読取装置。
【請求項３】本体部の後端部に底部に長孔を設けた凹
部が一体成形され、受光面を前記凹部の長孔に対向して
前記凹部に光電変換素子を嵌合固定し、絞りおよびレン
ズからの光を前記受光面で受光してなる請求項１記載の
光学的情報読取装置。
【請求項４】本体部の後端部に、底部に長孔を設けた
凹部と入射する光を前記長孔へ反射するミラーを固定す
る傾斜部とを一体成形し、受光面を前記凹部の長孔に対
向して前記凹部に光電変換素子を嵌合固定するととも
に、前記傾斜部にミラーを固定して前記ミラーで反射し
た絞りおよびレンズからの光を前記受光面で受光してな
る請求項１記載の光学的情報読取装置。
【請求項５】凹部に嵌合される光電変換素子は、板バ
ネの当接により着脱自在に位置決め固定されてなること
を特徴とする請求項３又は請求項４記載の光学的情報読
取装置。