JP5169569B2 - Light source device for reading - Google Patents
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Description
本発明は、バーコード等の読取面に光を照射する読取用光源装置に関する。 The present invention relates to a reading light source device for irradiating a reading surface such as a barcode with light.
従来、郵便物上に記載されている宛名情報をOCRによって読み取った後、この宛名情報をバーコード等のコード情報に変換し、このコード情報を郵便物の上に印字しておくことで、地方の郵便局等で、OCRを備える必要がなく、簡単なバーコードリーダを備えるだけで郵便物の区分処理を可能にした技術が知られている(例えば、特許文献1参照)。
郵便物に印字されるバーコードは、郵便物の美観などのために、蛍光材若しくは燐光材を含有するインクが使用され、白色光下では人間の目には非常に見えにくくなっており、紫外線を照射することで可視状態となる。この紫外線を照射する光源装置には、蛍光管を光源に使ったブラックライトが用いられている。
For barcodes printed on postal items, ink containing fluorescent or phosphorescent materials is used for the beauty of postal items, and it is very difficult for human eyes to see under white light. It becomes visible by irradiating. A black light using a fluorescent tube as a light source is used for the light source device for irradiating ultraviolet rays.
上記の光源として、蛍光管に代えて紫外線LEDを用いた場合、一般に紫外線LEDは蛍光管よりも光量が低いため、バーコードの読み取りに十分な照射ができない事がある。そこで、バーコードに対して十分な紫外線を照射するために、集光光学系を用いて紫外線LEDが放射する光をバーコードの読取面に集める事が考えられる。
しかしながら、単にバーコードの読取面に光を集めただけでは、読取面での照射光量の分布が不均一となり、バーコードの全体が均一に可視状態とならない事から、該バーコードの読み取りに影響が生じる、という問題がある。
この問題を回避するために、読取面での照射光量の分布が均一となるように設計した位置に、紫外線LED、及び集光光学系を正確に配置すれば良いが、光源装置の生産性が悪くなる。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、LEDを光源に使用しつつ読取面での照射光量の分布が均一な光源装置を簡単に組み立てることができる読取用光源装置を提供することを目的とする。
When an ultraviolet LED is used as the light source in place of the fluorescent tube, the ultraviolet LED generally has a lower light amount than the fluorescent tube, and therefore there may be cases where irradiation sufficient for reading a barcode is not possible. Therefore, in order to irradiate the barcode with sufficient ultraviolet light, it is conceivable to collect light emitted from the ultraviolet LED on the barcode reading surface using a condensing optical system.
However, if light is simply collected on the barcode reading surface, the distribution of the amount of irradiation light on the reading surface will be non-uniform and the entire barcode will not be visible uniformly. There is a problem that occurs.
In order to avoid this problem, it is only necessary to accurately arrange the ultraviolet LED and the condensing optical system at a position designed so that the distribution of the irradiation light quantity on the reading surface is uniform. Deteriorate.
The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and provides a reading light source device that can easily assemble a light source device having a uniform distribution of the amount of irradiation light on a reading surface while using an LED as a light source. For the purpose.
上記目的を達成するために、本発明は、読取面に対向する面に照射開口を設けた筐体に、紫外線LEDが設けられたLED基板、及び、前記LED基板上に設けられ前記紫外線LEDが放射する光を前記照射開口を通して前記読取面に向ける反射鏡をそれぞれ保持し、前記照射開口の両側に位置決めされる一対のホルダを備え、各ホルダでは、前記LED基板、及び前記反射鏡をホルダに共締めすることにより、前記LED基板の前記紫外線LED及び前記反射鏡を、前記照射開口の両側から照射した光が前記読取面の近傍で交差しつつ照射光量の分布が均一となる位置に位置出し可能にしたことを特徴とする読取用光源装置を提供する。 To achieve the above object, the present invention is, in a housing provided with an irradiation opening on a surface facing the reading surface, LED board ultraviolet LED is provided, and the ultraviolet LED is provided on the LED substrate is reflector for directing the reading surface emission light through the irradiation opening holding respectively, a pair of holders positioned on opposite sides of the irradiation opening, in each of the holders, the LED substrate, and e the reflector holder By tightening together, the ultraviolet LED and the reflecting mirror of the LED substrate are positioned at a position where the light irradiated from both sides of the irradiation opening intersects in the vicinity of the reading surface and the distribution of the irradiation light amount becomes uniform. There is provided a reading light source device characterized in that the reading light source device can be taken out.
また本発明は、上記本発明に係る読取用光源装置において、複数の前記LED基板を連接して設け、それぞれの前記LED基板に亘って列状に前記LEDを配列し、前記LED基板のそれぞれには前記LEDを、隣の前記LED基板との連接部分を密にして配列したことを特徴とする。 Further, the present invention provides the reading light source device according to the present invention, wherein a plurality of the LED boards are connected to each other, the LEDs are arranged in a row over the LED boards, and each of the LED boards is arranged. Is characterized in that the LEDs are arranged in close contact with the adjacent LED substrate.
また本発明は、上記本発明に係る読取用光源装置において、前記ホルダは、前記LED基板を保持する保持部を備え、この保持部の上下端部のそれぞれ、または、どちらか一方に折曲部を形成し、それぞれの折曲部を前記筐体の内側の面に面接触させた状態で前記ホルダを固定したことを特徴とする。 Further, the present invention provides the reading light source device according to the present invention, wherein the holder includes a holding portion that holds the LED substrate, and each of the upper and lower end portions of the holding portion is bent at one or both of them. And the holder is fixed in a state where the respective bent portions are in surface contact with the inner surface of the casing.
また本発明は、上記本発明に係る読取用光源装置において、前記反射鏡の反射面を前記LEDの放射面を覆う凹面に形成したことを特徴とする。 According to the present invention, in the reading light source device according to the present invention, the reflecting surface of the reflecting mirror is formed as a concave surface that covers the emitting surface of the LED.
本発明によれば、筐体の中に設けられたホルダに、LEDが設けられたLED基板、及び、LEDが放射する光を照射開口を通して読取面に集める反射鏡を共締めすることにより、これらLED及び反射鏡を照射開口に対して位置出し可能にする構成としたため、LED基板及び反射鏡をホルダに組み付けるだけで、これらが読取面での照射光量の分布が均一となる位置に位置出しされるから組み立てが容易となる。 According to the present invention, the holder provided in the housing is fastened together with the LED substrate on which the LED is provided and the reflecting mirror that collects the light emitted from the LED on the reading surface through the irradiation opening. Since the LED and the reflecting mirror can be positioned with respect to the irradiation opening, the LED substrate and the reflecting mirror can be positioned at a position where the distribution of the irradiation light amount on the reading surface becomes uniform simply by assembling the LED substrate and the reflecting mirror to the holder. Therefore, assembly becomes easy.
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
図1は、本実施形態に係る郵便物読取システム1の構成を模式的に示す図である。この図に示すように、郵便物読取システム1は、搬送面3に沿って郵便物5を搬送しつつ、この郵便物5の上面7に不可視に印字されたバーコードに紫外光を照射することで、当該バーコードを可視化し、このバーコードを撮影し読取可能にするシステムである。
具体的には、郵便物読取システム1は、郵便物5を搬送する上流側搬送装置9及び下流側搬送装置11と、搬送面3から離間した位置に対向配置され郵便物5の上面7に紫外光を照射する読取用光源装置17と、この読取用光源装置17による紫外線照射箇所を撮影するラインカメラ19とを備えている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram schematically showing a configuration of a
Specifically, the postal
また、読取用光源装置17の筐体21には、郵便物5の上面7と対向する対向面23に、紫外光を照射する照射開口25が形成されている。照射開口25は、郵便物5の上面7までの最短の距離が距離L1(例えば6mm)以上とするように配置されている。
また照射開口25から放射された紫外光は、照射開口25の直下に搬送面3に沿って距離L2に亘る照射範囲R(図6)に照射されるように成されている。
上記ラインカメラ19は、照射開口25を通る鉛直線33上に配置され、照射開口25を通して、郵便物5の上面7に印字されたバーコードを撮影する。
Further, in the
Further, the ultraviolet light emitted from the
The
図2は読取用光源装置17の平面及び側面を示す図であり、図3は読取用光源装置17の底面図である。また、図4は読取用光源装置17を右側面からみた透視図である。
読取用光源装置17の筐体21は、搬送方向と直交する方向、すなわち、郵便物5の幅方向に延び上面が開口した箱形に形成されている。上面の開口34には、上記ラインカメラ19を備えた撮影ユニットなどが取付けられる。
筐体21の片方の端部35には、制御基板37が配置され、この制御基板37には各種回路やコネクタ、スイッチ類が設けられている。
図3に示すように、筐体21の底面を構成する上記対向面23にはスリット状の開口が上記照射開口25として形成され、この照射開口25が紫外線透過性の前面ガラス39で覆われている。
FIG. 2 is a view showing a plane and a side surface of the reading
The
A
As shown in FIG. 3, a slit-like opening is formed as the irradiation opening 25 on the facing
図2及び図4に示すように、照射開口25の両側には、それぞれ複数(本実施形態では7個)の光源ユニット41が一列に配列されている。
光源ユニット41は、図4に示すように、紫外線LED49が搭載されたLED基板43と、この紫外線LED49が放射する光を照射開口25を通して郵便物5の上面7に集める反射鏡45と、これらLED基板43及び反射鏡45を保持するホルダ47と、紫外線LED49を駆動する駆動回路が実装されたLED駆動回路基板51とを備えている。
LED駆動回路基板51は、LED基板43の上側に一部をオーバーラップさせた状態で棒状の支持材53で支持固定されており、読取用光源装置17の高さ方向へのLED駆動回路基板51の突出量が抑えられた構成とされている。
As shown in FIGS. 2 and 4, a plurality (seven in this embodiment) of
As shown in FIG. 4, the
The LED
ホルダ47は、例えばアルミニウム等の高熱伝導性素材から形成され、上記LED基板43が載置される板状の保持部55を備え、この保持部55の上端部及び下端部が、それぞれ折り曲げられて折曲部57、59が形成されている。ホルダ47を筐体21に組み付けたときには、ホルダ47の折曲部57、59が筐体21の内側面及び底面に面で接触した状態となり、これにより、紫外線LED49の発熱が折曲部57、59を介して筐体21に良好に伝熱される。
The
光源ユニット41のLED基板43には、図5の概念図に示すように、複数の紫外線LED49が一列に配置されており、この光源ユニット41が連接されることで、紫外線LED49が各光源ユニット41に亘って列状に配置されることとなる。それぞれの光源ユニット41においては、この一列に配置された紫外線LED49の両端部50ほど、紫外線LED49の配置間隔が狭められて密に配置されている。これにより、光源ユニット41同士の連接部分52で、隣り合う紫外線LED49の間に所定の隙間54が生じたとしても、この隙間54での光量の減少が抑えられ、光量分布が均一なライン状の光源が得られる。
As shown in the conceptual diagram of FIG. 5, a plurality of
紫外線LED49は、それぞれ例えば波長365nmにピークを持つスペクトルの紫外線を放射するものであり、上面が発光面として形成されており、放射光の光軸がLED基板43の実装面に対して略垂直な方向に配置される。
上記反射鏡45は、図4に示すように、その反射面45Aが紫外線LED49の発光面を覆う位置まで延び出して構成されている。これにより、紫外線LED49から放射された光の大部分が反射面45Aに入射して反射されことから、郵便物5の上面7に向けられる光量が増加し、発光量の小さな紫外線LED49でも十分な照射光量が得られる。
ただし、この郵便物5の上面7での照射光量の分布が不均一であると、バーコードの撮影画像に不鮮明な部分が生じ、該バーコードの読み取りに影響が生じる場合がある。そこで、本実施形態では、照射光量の分布を均一にする構成としており、以下、かかる構成について詳述する。
Each of the
As shown in FIG. 4, the reflecting
However, if the distribution of the amount of irradiation light on the
図6は、光源ユニット41が放射する光を模式的に示す図である。
照射開口25の両側に配置された上記光源ユニット41は、それぞれ照射開口25から距離L1を隔てた直下に、照射光量が均一になる照射範囲Rを形成するように設定されている。照射範囲Rは、その幅W(図1に示す距離L2に相当)がラインカメラ19の撮影範囲よりも大きく設定され、また、厚みの異なる郵便物5の読み取りに対応すべく、照射範囲Rは深度D(本実施形態では3mm)を有している。この深度Dの上限位置であるワーク上限は、郵便物5の上面7の上限位置に対応し、ワーク下限は郵便物5の上面7の下限位置に対応する。
FIG. 6 is a diagram schematically showing light emitted from the
The
このような照射範囲Rを構成するためには、上記反射鏡45の形状や配置、紫外線LED49の配置を適切に行う必要があり、反射鏡45で反射した光が1点に集光する構成であると上記のように幅W、及び深度Dを有する照射範囲Rにおいて照度が均一にならず、また、光量も同じにならないため、反射面45Aにて反射された光が、ある程度の拡がりを持った光線となるように構成する必要がある。また、上述の通り、反射鏡45の反射面45Aは、紫外線LED49を十分に覆う形状として照射光量を高める必要がある。さらには、ラインカメラ19での撮影が阻害されないように、照射開口25を挟んで対向する反射鏡45の配置間隔Eが照射範囲Rの幅Wよりも大きい必要がある。
これに加え、照射開口25は、反射鏡45で反射された光が幅Wの照射範囲Rに亘り無駄なく照射されるような開口の幅に形成されることが必要である。
In order to configure such an irradiation range R, it is necessary to appropriately perform the shape and arrangement of the reflecting
In addition to this, the
これらの条件を満たすために、本実施形態では、紫外線LED49の発光面を覆う反射鏡45の反射面45Aが該紫外線LED49の放射光を照射範囲Rで集光するのではなく、該照射範囲R全体を照射する形状に形成している。これにより、照射範囲Rで均一な光量分布が得られる。また、本実施形態では、照射開口25の両側の光源ユニット41は、それぞれ照射範囲Rで照射光を交差させることで、光量分布をより均一とし照度ムラのない照射が実現されている。
In order to satisfy these conditions, in this embodiment, the reflecting
また、紫外線LED49からLED基板43の垂直方向に放射された光は、反射鏡45で反射されて照射範囲Rに向かうこととなるが、このとき、図6に示すように、LED基板43の傾斜角度θを大きくし、反射鏡45から出る反射光65の向きが鉛直方向に近づけるほど、照射範囲Rでの深度Dを深く取れる。
しかしながら、上記傾斜角度θを大きくし過ぎると、対向する反射鏡45の配置間隔Eが小さくなる。この配置間隔Eは、上述の通り、照射範囲Rの幅Wよりも大きくする必要があるため、結果として、反射鏡45の反射面45Aを小さくし、該反射面45Aの下端部45Bが、対向した反射鏡45側に延出する量を抑える必要が生じるが、そうすると、反射面45Aで反射される光量が減少し、照射範囲Rでの光量が低下する。
これとは逆に、反射面45Aの下端部45Bが、これと対向した反射鏡45側に延出する量を大きくして反射面45Aで反射される光量を増加させることができるものの、そうすると、対向する反射鏡45の配置間隔Eを照射範囲Rの幅Wよりも大きく取るために、傾斜角度θを小さくする必要があり、所望の深度Dが得られなくなる。
In addition, the light emitted from the
However, if the inclination angle θ is increased too much, the arrangement interval E between the opposing reflecting
On the contrary, although the
そこで、本実施形態では、照射範囲R(照射開口25)に対する紫外線LED49及び反射面45Aの位置を規定し、照射範囲Rで均一な光量分布が得られるような反射面45Aの形状、及び、LED基板43の傾斜角度θの範囲の中で、さらに、照射範囲Rの深度Dが所望の値以上となり、かつ、対向する反射鏡45の配置間隔Eが照射範囲Rの幅Wよりも大となる条件が満たされるように、反射面45Aの形状、及び、LED基板43の設置角度θを規定している。
Therefore, in the present embodiment, the positions of the
図4に示すように、ホルダ47の下端側の折曲部59は上記傾斜角度θで折曲げられており、該ホルダ47が筐体21に取付けられたときには保持部55が上記傾斜角度θで傾斜する。このホルダ47の保持部55に、LED基板43及び反射鏡45が保持されることで、これらが傾斜角度θで保持される。
上述の通り、照射範囲Rで略均一な光量の分布を得るためには、傾斜角度θの他にも、照射範囲Rに対する紫外線LED49及び反射面45Aの位置が重要であり、これらの位置にずれが生じると、照射範囲Rで略均一な光量の分布を得ることができない。
As shown in FIG. 4, the
As described above, in order to obtain a substantially uniform light amount distribution in the irradiation range R, in addition to the inclination angle θ, the positions of the
本実施形態では、図4に示すように、LED基板43、及び反射鏡45が共締め用の螺旋60でホルダ47に共締め固定される構成とされている。そして、この共締めにより、LED基板43(紫外線LED49)、及び反射鏡45(反射面45A)の相対的な位置が位置決めされ、また、これらのホルダ47に対する取付け位置が、照射範囲Rでの照射光量の分布を均一にする位置に位置出しされるように構成されている。
また、照射開口25の両側に配置された光源ユニット41のそれぞれで同様に構成されている。すなわち、それぞれの光源ユニット41においては、ホルダ47にLED基板43、及び反射鏡45を共締めすることにより、紫外線LED49及び反射鏡45が、それぞれの光源ユニット41からの光が照射範囲Rで交差しつつ照射光量の分布を均一とする位置に位置出しされる構成とされている。
In the present embodiment, as shown in FIG. 4, the
The
このように本実施形態においては、紫外線LED49が設けられたLED基板43、及び反射鏡45をホルダ47に共締めすることにより、紫外線LED49及び反射鏡45が、照射範囲Rでの照射光量の分布を均一とする位置に位置出しされる構成としたため、このLED基板43、及び反射鏡45をホルダ47に組み付けるだけで、照射範囲Rでの照射光量の分布が均一となるから、組み立てが容易となる。
As described above, in this embodiment, the
特に、本実施形態によれば、照射開口25の両側にそれぞれ光源ユニット41を配置し、それぞれの光源ユニット41においては、ホルダ47にLED基板43、及び反射鏡45を共締めすることにより、紫外線LED49及び反射鏡45が、それぞれの光源ユニット41からの光が照射範囲Rで交差しつつ照射光量の分布を均一とする位置に位置出しされる構成としたため、照射範囲Rでの照度むらを抑え照射光量が均一であり、また、照射光量が大きな光源を簡単に組み立てることができる。
In particular, according to the present embodiment, the
また、本実施形態においては、LED基板43のそれぞれに、隣の光源ユニット41のLED基板43との連接部分52を密にして紫外線LED49を配列したため、紫外線LED49の配列方向に沿って光量分布が均一なライン状の光源とすることができる。
Further, in the present embodiment, the
さらに、本実施形態によれば、ホルダ47には、LED基板43を保持する保持部55の上下端部のそれぞれに折曲部57、59が形成され、それぞれの折曲部57、59を筐体21の内側の面に面接触させた状態でホルダ47を固定する構成とした。この構成により、LED基板43に設けられた紫外線LED49の発熱が、2つの折曲部57、59を通じて筐体21に伝熱されるから良好な放熱性が得られる。
なお、保持部55の上下端部のそれぞれに折曲部57、59を形成する構成に代えて、上下端部のいずれか一方だけに折曲部57、又は折曲部59を形成する構成としても良い。
Furthermore, according to the present embodiment, the
In addition, it replaces with the structure which forms the bending
また本実施形態によれば、反射鏡45の反射面45Aを紫外線LED49の放射面を覆う凹面に形成しているため、紫外線LED49が放射する光の多くを照射範囲Rに向けて照射し、該照射範囲Rの光量を高めることができる。
Further, according to the present embodiment, since the reflecting
なお、上述した実施の形態は、あくまでも本発明の一態様を示すものであり、本発明の範囲内で任意に変形および応用が可能であることは勿論である。 It should be noted that the above-described embodiment is merely an aspect of the present invention, and can be arbitrarily modified and applied within the scope of the present invention.
1 郵便物読取システム
5 郵便物
17 読取用光源装置
19 ラインカメラ
21 筐体
25 照射開口
39 前面ガラス
41 光源ユニット
43 LED基板
45 反射鏡
45A 反射面
47 ホルダ
49 紫外線LED
51 LED駆動回路基板
52 連接部分
55 保持部
57、59 折曲部
60 螺旋
65 反射光
17 読取用光源装置
D 深度
E 配置間隔
R 照射範囲
W 幅
DESCRIPTION OF
51 LED
Claims (4)
紫外線LEDが設けられたLED基板、及び、前記LED基板上に設けられ前記紫外線LEDが放射する光を前記照射開口を通して前記読取面に向ける反射鏡をそれぞれ保持し、前記照射開口の両側に位置決めされる一対のホルダを備え、
各ホルダでは、前記LED基板、及び前記反射鏡をホルダに共締めすることにより、前記LED基板の前記紫外線LED及び前記反射鏡を、前記照射開口の両側から照射した光が前記読取面の近傍で交差しつつ照射光量の分布が均一となる位置に位置出し可能にした
ことを特徴とする読取用光源装置。 In a housing with an irradiation opening on the surface facing the reading surface,
An LED substrate provided with an ultraviolet LED and a reflecting mirror provided on the LED substrate for directing light emitted by the ultraviolet LED toward the reading surface through the irradiation opening are respectively positioned and positioned on both sides of the irradiation opening. A pair of holders,
Each holder, the LED substrate, and by co-fastening the reflector to the Holder, near the ultraviolet LED and the reflecting mirror, the radiation sides the reading surface light irradiated from the opening of the LED substrate A reading light source device characterized in that it can be positioned at a position where the distribution of the amount of irradiation light is uniform while intersecting at .
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