JP5850409B2 - 光学的情報読取装置 - Google Patents

Description

本発明は、情報コード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。

従来、情報コードを光学的に読み取る光学的情報読取装置では、情報コードを安定した距離で読み取るために、受光センサとこの受光センサに情報コードからの反射光を結像させるための結像レンズとの相対位置を所定の焦点位置（ベストフォーカス）に維持する部材として、鏡筒が採用されていた。この鏡筒は、外周面にねじ部が形成されており、内部に結像レンズが組み付けられた状態で、ねじ部にて受光センサが組み付けられたホルダにねじ込まれる。そして、この鏡筒のねじ込み量が調整されることで、受光センサと結像レンズとの相対位置が調整されていた。

このような鏡筒を採用する光学的情報読取装置として、下記特許文献１の第２の実施例として開示される光学情報読取り装置が知られている。この光学情報読取り装置は、結像レンズとして２つのレンズが採用されており、両レンズが鏡筒を介して支持されることで両レンズの相対位置が規制されている。

特許第２８７１５５９号公報

ところで、上述のような鏡筒を採用する構成では、受光センサと結像レンズとの相対位置を調整するためのねじ部を鏡筒に設けるだけでなく、鏡筒を支持するホルダにもねじ部を設ける必要があり、製造コストの低減を図ることが困難になる。ねじ部を設けるためには、鏡筒やホルダを成形する金型等の成形型の構造が複雑になるか、成形後の追加工が必要になるからである。

一方、上記特許文献１の第１の実施例として開示される光学情報読取り装置のように、結像レンズが一体に接合された透明部材をシャーシ等に固定する構成では、シャーシ等とホルダとを位置調整する機構が別途必要であり、このようにしても、製造コストの低減を図ることが困難になる。また、低コスト化を図るために鏡筒を廃止して結像レンズを単にホルダに直接支持させる構成では、受光センサと結像レンズとの相対位置が調整できないだけでなく、支持構成によっては、受光センサと結像レンズとの相対位置を維持することさえ困難になるという問題がある。

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、簡素な構成にて相対位置を調整可能に結像レンズが支持されるホルダを有する光学的情報読取装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、情報コード（Ｃ）からの反射光（Ｌｒ）を結像レンズ（５０，５０ａ）を介して受光する受光センサ（２８）を備え、前記受光センサから出力される信号に基づいて前記情報コードを光学的に読み取る光学的情報読取装置（１０）であって、挿入孔（６０ｃ）が形成されて当該挿入孔に挿入される前記結像レンズを前記受光センサに対して当該結像レンズの光軸（Ｌ）に沿い相対移動可能に支持するホルダ（６０）を備え、前記結像レンズは、外周面（５５ｂ）が前記光軸を中心に円筒面状に形成されるレンズ本体（５１）と、前記光軸方向の厚み（ｔ）が一定であって前記光軸に直交する面に対して所定の角度（α）で傾斜した状態で前記外周面に連結されるフランジ（５２）とを備え、前記挿入孔の内周面には、前記フランジを光軸方向一側および光軸方向他側から挟持した状態で前記所定の角度に沿い案内するための一側案内部（６１，６３）および他側案内部（６２，６４）が形成されるとともに、前記レンズ本体の前記外周面に摺接することで前記結像レンズを前記光軸に沿い相対移動可能に支持する支持部（６１ａ〜６４ａ）が形成され、前記一側案内部および前記他側案内部は、前記光軸方向からみて互いに重ならないように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。

請求項１の発明では、結像レンズは、外周面が光軸を中心に円筒面状に形成されるレンズ本体と、光軸方向の厚みが一定であって光軸に直交する面に対して所定の角度で傾斜した状態で外周面に連結されるフランジとを備えている。また、ホルダに形成される挿入孔の内周面には、フランジを光軸方向一側および光軸方向他側から挟持した状態で上記所定の角度に沿い案内するための一側案内部および他側案内部が形成されるとともに、レンズ本体の外周面に摺接することで結像レンズを光軸に沿い相対移動可能に支持する支持部が形成されている。そして、一側案内部および他側案内部は、光軸方向からみて互いに重ならないように配置されている。

これにより、ホルダの挿入孔に挿通された結像レンズのフランジを一側案内部および他側案内部の両案内部にて挟持した状態で光軸を中心に結像レンズを回転させると、フランジが両案内部に案内されるように結像レンズが光軸方向に相対移動する。このとき、光軸を中心に回転する結像レンズは、その外周面にて支持部により摺接するように支持されているため、上記回転（相対移動）時における結像レンズの光軸の振れを抑制することができる。これにより、フランジと両案内部のような簡素な構成で結像レンズとホルダとの相対位置を調整でき、その結果、結像レンズと受光センサとの相対位置を調整することができる。

特に、一側案内部および他側案内部は、光軸方向からみて互いに重ならないように配置されているため、中子等を採用することなく、挿入孔の一側から型抜きされる一方の型と他側から型抜きされる他方の型とを有する成形型を用いて両案内部を成形することができる。このように、結像レンズの支持構成が簡素化されるだけでなく両案内部を成形するための成形型も簡素化されるので、ホルダの製造コスト、すなわち、光学的情報読取装置の製造コストを低減することができる。
したがって、簡素な構成にて相対位置を調整可能に結像レンズが支持されるホルダを実現することができる。

請求項２の発明では、フランジは、連結される外周面の部位が光軸方向からみて３６０度未満となるように配置される。これにより、フランジは、ねじ山の１山分に満たないように外周面に連結されて形成されるため、結像レンズの外周面にホルダとの連結用のねじ山等を形成する場合と比較して、相対位置調整用の機構を簡素化することができる。さらに、フランジの形状修正は、ねじ山の形状修正と比較して容易なので、相対位置の精度を向上するための結像レンズの形状修正を容易に実施することができる。特に、結像レンズを光軸中心に１回転させることなく位置調整することが前提となるので、位置調整するための結像レンズの回転量が少なくなり、ねじ山等を利用して位置調整する場合と比較して、位置調整を迅速に実施することができる。また、光軸方向一側から型抜きされる一方の型と光軸方向他側から型抜きされる他方の型とを有する成形型を用いて上記フランジを有する結像レンズを成型することができるため、結像レンズを成形するための成形型も簡素化されるので、ホルダに加えて結像レンズの製造コストをも低減でき、その結果、光学的情報読取装置の製造コストをより低減することができる。

請求項３の発明では、一側案内部および他側案内部の少なくとも１つは、内面がレンズ本体の外周面に摺接して結像レンズを光軸に沿い相対移動可能に支持することで上記支持部として機能する。これにより、一側案内部および他側案内部の内面の形状修正は、ねじ山の形状修正と比較して容易なので、上記回転時における結像レンズの光軸の振れを抑制するためのホルダの形状修正を容易に実施することができる。また、支持部を別途設ける必要がなく、ホルダの成形型をより簡素化することができるので、ホルダの製造コストがより低減されて、光学的情報読取装置の製造コストを更に低減することができる。

請求項４の発明では、挿入孔の内周面には、一側案内部および他側案内部に加えて両案内部のいずれか一方の機能を有する案内部が１または複数形成されており、一側案内部および他側案内部を含めた各案内部は、光軸方向からみて互いに重なることなく配置されている。これにより、フランジを３つ以上の案内部を用いて案内することで、一側案内部および他側案内部の２つの案内部を用いて案内される場合と比較して、高い精度でフランジが案内されるので、光軸を中心とする回転に応じた結像レンズの光軸方向の相対移動量の精度を向上させることができる。

特に、各案内部は、光軸方向からみて互いに重ならないように配置されているため、中子等を採用することなく、挿入孔の一側から型抜きされる一方の型と他側から型抜きされる他方の型とを有する成形型を用いて各案内部を成形することができる。これにより、３つ以上の案内部でフランジを案内する構成であっても、ホルダの成形型が簡素化されて、ホルダの製造コスト、すなわち、光学的情報読取装置の製造コストを低減することができる。

請求項５の発明では、ホルダは、遮光性材料により成形され、レンズ本体の入射側には、入射する光を絞って不要な光を遮光する絞り部が配置される。
情報コードからの反射光と異なる光を受光センサに受光させないためには、当該反射光が入射する部分を除き受光センサや結像レンズの周りを遮光する必要がある。

そこで、ホルダを遮光性材料により成形するとともにレンズ本体の入射側に絞り部を配置することで、上記異なる光の受光センサへの受光を防止することができる。特に、絞り機能と遮光機能を兼ね備えた絞り部が入射側に配置されるので、光軸上に絞り機能を発揮するように配置される部材と、レンズ本体の入射側を遮光するように配置される部材とを別途設ける場合と比較して、部品点数を削減することができ、その結果、絞り機能および遮光機能を低コストで実現することができる。

請求項６の発明では、絞り部は、レンズ本体の入射側に遮光性材料が印刷されることで形成されるため、絞り部を低コストで形成でき、その結果、絞り機能および遮光機能をより低コストで実現することができる。

請求項７の発明では、フランジは、レンズ本体の外周面に対して、挿入側の縁からフランジまでの距離が反挿入側の縁からフランジまでの距離よりも小さくなるように配置されている。そして、挿入側の縁からフランジまでの外周面は、反挿入側の縁からフランジまでの外周面よりも成形時の抜け勾配が小さくなるように成形されている。

挿入側の縁からフランジまでの距離が反挿入側の縁からフランジまでの距離よりも小さいため、挿入側の縁からフランジまでの外周面の抜け勾配を、反挿入側の縁からフランジまでの外周面の抜け勾配よりも容易に小さくすることができる。このように挿入側の外周面の抜け勾配を比較的小さくできるので、挿入孔への挿入時に支持部と確実に面接触させることができ、上記回転（相対移動）時における結像レンズの光軸の振れを確実に抑制することができる。

第１実施形態に係る光学的情報読取装置の電気的構成を示すブロック図である。 結像レンズがホルダに組み付けた状態を示す説明図である。 図２に示す結像レンズの説明図である。 図３に示す４−４線相当の切断面による断面図である。 図２に示すホルダの説明図である。 図５（Ａ）に示す６−６線相当の切断面による断面図である。 図５（Ａ）に示す７−７線相当の切断面による断面図である。 図５（Ａ）に示す８−８線相当の切断面による断面図である。 各案内面の位置関係を説明する説明図である。 各案内部によるフランジの案内状態を説明する説明図である。 各案内部によるフランジの案内状態を説明する説明図である。 第２実施形態における結像レンズを示す説明図である。

［第１実施形態］
以下、本発明の光学的情報読取装置を具現化した第１実施形態について、図面を参照して説明する。なお、図１は、第１実施形態に係る光学的情報読取装置１０の電気的構成を示すブロック図である。
図１に示す光学的情報読取装置１０は、梱包箱等の読取対象に付されたバー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携帯型の読取装置として構成されている。この光学的情報読取装置１０は、筐体（図示略）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、受光センサ２８、結像レンズ５０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、から構成されている。

光学系は、投光光学系と、受光光学系とに分かれている。投光光学系を構成する照明光源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、赤色の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が付された物品Ｒに向けて照明光Ｌｆを照射する例を概念的に示している。

受光光学系は、受光センサ２８、結像レンズ５０、ホルダ６０、反射鏡（図示略）などによって構成されている。受光センサ２８は、例えば、Ｃ−ＭＯＳやＣＣＤ等の固体撮像素子である受光素子を一次元に配列したラインセンサまたは二次元に配列したエリアセンサとして構成されるものであり、情報コードＣに照射されて反射した反射光Ｌｒを受光可能に構成されている。この受光センサ２８は、結像レンズ５０を介して入射する入射光を受光可能にプリント配線板に実装されている。

結像レンズ５０は、ホルダ６０により支持されており、外部から読取口１３を介して入射する入射光を集光して受光センサ２８の受光面２８ａに像を結像するように機能するものである。結像レンズ５０およびホルダ６０の詳細形状やホルダ６０による結像レンズ５０の支持構成については後述する。本実施形態では、照明光源２１から照射された照明光Ｌｆが情報コードＣにて反射した後、この反射光Ｌｒを結像レンズ５０で集光し、受光センサ２８の受光面２８ａにコード像を結像させている。

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、トリガースイッチ４２、発光部４３、ブザー４４、バイブレータ４５、液晶表示器４６、操作部４７、通信インタフェース４８等から構成されている。

光学系の受光センサ２８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ゲインで増幅された後、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２８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。

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、後述する読取処理、解析処理等を実行可能な所定プログラムやその他、照明光源２１、受光センサ２８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。

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によって構成されており、ＣＰＵ、システムバス、入出力インタフェース等を有すると共に、情報処理機能を備えており、メモリ３５とともに情報処理装置を構成している。本実施形態では、制御回路４０に対し、トリガースイッチ４２、発光部４３、ブザー４４、バイブレータ４５、液晶表示器４６、操作部４７、通信インタフェース４８等が接続されている。

これにより、制御回路４０は、例えば、トリガースイッチ４２の監視や管理、情報コードＣの読み取りに関する情報を報知するインジケータとして機能する発光部４３の点灯・消灯、ビープ音やアラーム音を発生可能なブザー４４の鳴動のオンオフ、当該光学的情報読取装置１０の読取作業者に伝達し得る振動を発生可能なバイブレータ４５の駆動制御、液晶表示器４６の表示制御、操作部４７から入力される操作信号に応じた光学的情報読取装置１０の動作の制御、外部装置とのシリアル通信を可能にする通信インタフェース４８の通信制御等を可能にしている。

次に、本発明の特徴的部分であるホルダ６０による結像レンズ５０の支持構成について、図２〜図９を用いて詳細に説明する。図２は、結像レンズ５０がホルダ６０に組み付けた状態を示す説明図であり、図２（Ａ）は、光軸方向から見た図であり、図２（Ｂ）は、図２（Ａ）に示す２Ｂ−２Ｂ線相当の切断面による断面図である。図３は、図２に示す結像レンズ５０の説明図であり、図３（Ａ）は、光軸方向から見た図であり、図３（Ｂ）は、側面図である。図４は、図３に示す４−４線相当の切断面による断面図である。図５は、図２に示すホルダ６０の説明図であり、図５（Ａ）は、光軸方向から見た図であり、図５（Ｂ）は、図５（Ａ）に示す５Ｂ−５Ｂ線相当の切断面による断面図である。図６は、図５（Ａ）に示す６−６線相当の切断面による断面図である。図７は、図５（Ａ）に示す７−７線相当の切断面による断面図である。図８は、図５（Ａ）に示す８−８線相当の切断面による断面図である。図９は、各案内面６１ｂ〜６４ｂの位置関係を説明する説明図である。なお、図３では、便宜上、絞り部５８の図示を省略している。また、図９および後述する図１１は、図５（Ａ）の円Ａを基準に平面展開して図示している。

結像レンズ５０は、図２（Ａ），（Ｂ）に示すようにホルダ６０により支持されることで、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を集光して受光センサ２８の受光面２８ａに像を結像するように機能する。ホルダ６０は、結像レンズ５０を、その光軸Ｌを中心とする相対回転に応じて光軸Ｌに沿う方向に相対移動させるように支持する部材である。

まず、結像レンズ５０の詳細形状について、図３および図４を用いて説明する。
図３（Ａ），（Ｂ）に示すように、結像レンズ５０は、外周面５５ｂが光軸Ｌを中心に円筒面状に形成されるレンズ本体５１とフランジ５２とを備えている。そして、図４に示すように、レンズ本体５１は、情報コードＣ側（図３（Ｂ）および図４にて上側：以下、入射側という）に配置される第１レンズ５３と、受光センサ２８側（図３（Ｂ）および図４にて下側：以下、出射側という）に配置される第２レンズ５４との２つの結像用のレンズから構成されている。

第１レンズ５３は、情報コードＣからの反射光Ｌｒを集光して第２レンズ５４に向けて出射するように機能するレンズであり、第２レンズ５４は、第１レンズ５３にて集光した光をさらに集光して受光センサ２８に向けて出射するように機能するレンズである。第１レンズ５３の出射側には、光軸Ｌを中心に円筒状に形成された円筒部５５が一体に設けられており、この円筒部５５の内周面５５ａにより第２レンズ５４が外周側から環状に接触して支持されることで、第１レンズ５３の光軸と第２レンズ５４の光軸とが光軸Ｌとして一致するように組み付けられる。

また、第１レンズ５３および第２レンズ５４の双方には、円筒部５５により第２レンズ５４が支持される際に互いに面接触する接触面５６，５７が光軸Ｌを中心として当該光軸Ｌに直交するように円環状にそれぞれ形成されている。これにより、両レンズ５３，５４間の接触方向が、円筒部５５による光軸Ｌに沿う方向と、両接触面５６，５７による光軸Ｌに直交する方向との２方向となるので、両レンズ５３，５４の組み付け時における位置ずれがより抑制されて、両レンズ５３，５４を高精度に位置決めすることができる。

また、第１レンズ５３の入射側には、入射する光を絞って不要な光を遮光する絞り部５８が配置されている。この絞り部５８は、第１レンズ５３の入射側に遮光性材料が印刷されることで形成されている。

フランジ５２は、入射側の端面（以下、入射側端面５２ａという）と出射側の端面（以下、出射側端面５２ｂという）とが平行、すなわち、光軸方向（図３（Ｂ）にて上下方向）の厚みｔが一定であって、光軸Ｌに直交する面（図３（Ｂ）にて左右方向に沿う面）に対して所定の角度αで傾斜した状態で、円筒部５５の外周面５５ｂに連結されている。フランジ５２は、図３（Ａ）に示すように、連結される外周面５５ｂの部位の光軸方向からみた角度θが例えば１０５度となるように配置されている。なお、上記所定の角度αは、結像レンズ５０の回転量と光軸方向の移動量とに影響する値であり、所定の角度αが大きくなるほど回転量当たりの光軸方向の移動量が大きくなり、所定の角度αが小さくなるほど、回転量当たりの光軸方向の移動量が小さくなる。

次に、ホルダ６０の詳細形状について、図５〜図９を用いて説明する。
図５〜図８に示すように、ホルダ６０は、中空の第１筒部６０ａと第２筒部６０ｂとが連結して構成されており、両筒部６０ａ，６０ｂが遮光性材料により成形されることで、第１筒部６０ａの開口部と第２筒部６０ｂの開口部とを除き外部からの光が内方に入射しないように構成されている。第２筒部６０ｂは、受光センサ２８を覆うように配置されることで、第１筒部６０ａの開口部からの光を除き受光センサ２８を遮光する部材として機能する。

第１筒部６０ａには、上記開口部を構成する円形の挿入孔６０ｃが第２筒部６０ｂの内部に連通するように形成されており、挿入孔６０ｃの内周面には、結像レンズ５０を案内するための４つの案内部が設けられている。これら４つの案内部は、第２筒部６０ｂに近接する側（図５（Ｂ）にて下側：以下、光軸方向一側という）に配置される２つの一側案内部（以下、一側案内部６１，６３という）と、第２筒部６０ｂから離間する側（図５（Ｂ）にて上側：以下、光軸方向他側という）に配置される２つの他側案内部（以下、他側案内部６２，６４という）とから構成される。

各案内部６１〜６４の内方に向かう面（以下、内面６１ａ〜６４ａという）は、挿入孔６０ｃの中心軸に光軸Ｌが一致するように挿入された結像レンズ５０の外周面５５ｂに摺接可能に形成されている。すなわち、光軸方向からみて、各内面６１ａ〜６４ａを形成する円弧の曲率半径は、外周面５５ｂを形成する円の半径に等しくなる。なお、内面６１ａ〜６４ａは、特許請求の範囲に記載の「支持部」の一例に相当し得る。

一側案内部６１および一側案内部６３は、連結される挿入孔６０ｃの内周面の光軸方向からみた角度θ１，θ３が例えばそれぞれ１１０度，９０度であって、挿入孔６０ｃの中心軸を介して略対向するように配置されている。また、他側案内部６２および他側案内部６４は、連結される挿入孔６０ｃの内周面の光軸方向からみた角度θ２，θ４が例えばそれぞれ７０度，９０度であって、挿入孔６０ｃの中心軸を介して略対向するように配置されている。

各案内部６１〜６４は、成形時の型抜きを簡素化するために、各角度θ１〜θ４の合計値が３６０度に設定されて、光軸方向からみて互いに重ならないように配置されている。各角度θ１〜θ４は、各案内部６１〜６４によりフランジ５２が挟持される状態での結像レンズ５０の光軸Ｌを中心とする回転可能範囲を大きくするように設定されており、角度θ１のみがフランジ５２の角度θよりも大きくなるように設定されている。

一側案内部６１および一側案内部６３は、フランジ５２の出射側端面５２ｂに接触して案内するための案内面６１ｂ，６３ｂが、挿入孔６０ｃの中心軸に光軸Ｌが一致するように挿入された結像レンズ５０の出射側端面５２ｂに対して平行となるように形成されている。また、他側案内部６２および他側案内部６４は、フランジ５２の入射側端面５２ａに接触して案内するための案内面６２ｂ，６４ｂが、挿入孔６０ｃの中心軸に光軸Ｌが一致するように挿入された結像レンズ５０の入射側端面５２ａに対して平行となるように形成されている。

そして、図９に示すように、一側案内部６１および他側案内部６２は、案内面６１ｂに沿う面（図９の符号Ｓ１参照）と案内面６２ｂに沿う面（図９の符号Ｓ２参照）との光軸方向の距離ｘ１２がフランジ５２の厚さｔに等しくなるように配置されている。また、他側案内部６２および一側案内部６３は、案内面６２ｂに沿う面Ｓ２と案内面６３ｂに沿う面（図９の符号Ｓ３参照）との光軸方向の距離ｘ２３がフランジ５２の厚さｔに等しくなるように配置されている。すなわち、一側案内部６１および一側案内部６３は、案内面６１ｂに沿う面Ｓ１と案内面６３ｂに沿う面Ｓ３とが一致するように配置される。また、一側案内部６３および他側案内部６４は、案内面６３ｂに沿う面Ｓ３と案内面６４ｂに沿う面（図９の符号Ｓ４参照）との光軸方向の距離ｘ３４がフランジ５２の厚さｔに等しくなるように配置されている。すなわち、他側案内部６２および他側案内部６４は、案内面６２ｂに沿う面Ｓ２と案内面６４ｂに沿う面Ｓ４とが一致するように配置される。

次に、ホルダ６０による結像レンズ５０の支持位置の調整について、図１０および図１１を用いて説明する。図１０および図１１は、各案内部６１〜６４によるフランジ５２の案内状態を説明する説明図であり、図１０（Ａ）および図１１（Ａ）は、フランジ５２が案内部６１のみにより支持される状態を示し、図１０（Ｂ）および図１１（Ｂ）は、フランジ５２が案内部６１，６２により支持（挟持）される状態を示し、図１０（Ｃ）および図１１（Ｃ）は、フランジ５２が案内部６１〜６３により支持（挟持）される状態を示し、図１０（Ｄ）および図１１（Ｄ）は、フランジ５２が案内部６２〜６４により支持（挟持）される状態を示す。なお、図１０では、説明の便宜上、他側案内部６２および他側案内部６４に支持されていないフランジ５２の入射側端面５２ａを、ハッチングを付して示している。

まず、図１０（Ａ）および図１１（Ａ）に示すように、結像レンズ５０を、フランジ５２の出射側端面５２ｂが一側案内部６１の案内面６１ｂのみに当接するように、出射側からホルダ６０の挿入孔６０ｃに挿入する。このとき、結像レンズ５０は、外周面５５ｂにて各案内部６１〜６４の内面６１ａ〜６４ａに面接触する。このように結像レンズ５０を挿入孔６０ｃに挿入することで、フランジ５２の出射側端面５２ｂが一側案内部６１の案内面６１ｂのみに当接する。このとき、フランジ５２の入射側端面５２ａは、いずれの案内面にも接触していない。

上述のようにフランジ５２の出射側端面５２ｂが案内面６１ｂにのみ接触した状態で結像レンズ５０を、図１０（Ｂ）に示す状態まで光軸Ｌを中心に光軸方向他側からみて時計方向（以下、一側回転方向という）に回転させる。この回転時には、結像レンズ５０は、外周面５５ｂにて各内面６１ａ〜６４ａに摺接するため、光軸Ｌが振れることもない。そして、フランジ５２は、外周面５５ｂに対して所定の角度αで傾斜しているので、結像レンズ５０は、一側回転方向の回転に応じて光軸方向一側に移動する。

このとき、案内面６１ｂに沿う面Ｓ１と案内面６２ｂに沿う面Ｓ２との光軸方向の距離ｘ１２がフランジ５２の厚さｔに等しいので、フランジ５２は、図１１（Ｂ）に示すように、出射側端面５２ｂの一部にて案内面６１ｂに接触している状態で、入射側端面５２ａの一部にて他側案内部６２の案内面６２ｂに接触する。このため、上記回転状態では、フランジ５２が一側案内部６１と他側案内部６２とにより光軸方向一側と光軸方向他側とから挟持された状態で、結像レンズ５０がホルダ６０により支持される状態となる。

そして、図１０（Ｃ）に示す状態まで結像レンズ５０を一側回転方向に回転させることで、当該結像レンズ５０が光軸方向一側にさらに移動する。案内面６２ｂに沿う面Ｓ２と案内面６３ｂに沿う面Ｓ３との光軸方向の距離ｘ２３がフランジ５２の厚さｔに等しいので、フランジ５２は、図１１（Ｃ）に示すように、出射側端面５２ｂの一部にて案内面６１ｂに接触するとともに入射側端面５２ａの一部にて案内面６２ｂに接触している状態で、出射側端面５２ｂの他部にて一側案内部６３の案内面６３ｂに接触する。このため、上記回転状態では、フランジ５２が一側案内部６１，６３と他側案内部６２とにより光軸方向一側と光軸方向他側とから挟持された状態で、結像レンズ５０がホルダ６０により支持される状態となる。

そして、結像レンズ５０を、さらに一側回転方向に回転させて光軸方向一側に移動させると、フランジ５２が一側案内部６３と他側案内部６２とにより光軸方向一側と光軸方向他側とから挟持された状態で、結像レンズ５０がホルダ６０により支持される状態となる。

そして、図１０（Ｄ）に示す状態まで結像レンズ５０を一側回転方向に回転させることで、当該結像レンズ５０が光軸方向一側にさらに移動する。案内面６３ｂに沿う面Ｓ３と案内面６４ｂに沿う面Ｓ４との光軸方向の距離ｘ３４がフランジ５２の厚さｔに等しいので、フランジ５２は、図１１（Ｄ）に示すように、入射側端面５２ａの一部にて案内面６２ｂに接触するとともに出射側端面５２ｂの一部にて案内面６３ｂに接触している状態で、入射側端面５２ａの他部にて他側案内部６４の案内面６４ｂに接触する。このため、上記回転状態では、フランジ５２が一側案内部６３と他側案内部６２，６４とにより光軸方向一側と光軸方向他側とから挟持された状態で、結像レンズ５０がホルダ６０により支持される状態となる。

そして、結像レンズ５０を、さらに一側回転方向に回転させて光軸方向一側に移動させると、フランジ５２が一側案内部６３と他側案内部６４とにより光軸方向一側と光軸方向他側とから挟持された状態で、結像レンズ５０がホルダ６０により支持される状態となる。

上述したように、結像レンズ５０は、光軸Ｌを中心に一側回転方向に回転させることで光軸方向一側に移動し、逆に一側回転方向と異なる方向に回転させることで光軸方向他側に移動する。これにより、第２筒部６０ｂにより覆われるように配置される受光センサ２８と結像レンズ５０との相対距離を、結像レンズ５０の回転量、すなわち、ホルダ６０による結像レンズ５０の光軸方向の支持位置に応じて調整することができる。そして、この回転時には、結像レンズ５０は、フランジ５２にて各案内部６１〜６４の少なくとも２つにより光軸方向一側と光軸方向他側とから挟持されるとともに、外周面５５ｂにて各内面６１ａ〜６４ａに摺接するため、光軸方向移動時の光軸Ｌの振れを抑制することができる。

また、結像レンズ５０が挿入孔６０ｃに挿入された状態では、遮光性の材料から成形されるホルダ６０の第１筒部６０ａの開口部が第１レンズ５３の入射側に配置される絞り部５８と各案内部６１〜６４とにより遮光されるため、情報コードＣからの反射光Ｌｒと異なる光がホルダ６０に覆われた受光センサ２８に受光されることが防止される。

情報コードＣの読取精度を向上させるためには、情報コードＣからの反射光Ｌｒと異なる光を受光センサ２８に受光させないように構成する必要がある。この反射光Ｌｒと異なる光としては、読取口１３から筐体内に入射する他の光や、筐体内に配置される発光素子等の光がある。そうすると、情報コードＣからの反射光Ｌｒと異なる光を受光センサ２８に受光させないためには、当該反射光Ｌｒが入射する部分を除き受光センサ２８や結像光学系の周りを遮光する必要がある。そこで、上述のように、結像レンズ５０の絞り部５８と遮光性の材料から成形されるホルダ６０とにより情報コードＣからの反射光Ｌｒを除き受光センサ２８を遮光することで、情報コードＣの読取精度を向上させることができる。

以上説明したように、本実施形態に係る光学的情報読取装置１０では、結像レンズ５０は、外周面５５ｂが光軸Ｌを中心に円筒面状に形成されるレンズ本体５１と、光軸方向の厚みが一定であって光軸Ｌに直交する面に対して所定の角度αで傾斜した状態で外周面５５ｂに連結されるフランジ５２とを備えている。また、ホルダ６０に形成される挿入孔６０ｃの内周面には、フランジ５２を光軸方向一側および光軸方向他側から挟持した状態で上記所定の角度αに沿い案内するための一側案内部６１，６３および他側案内部６２，６４が形成されており、各案内部６１〜６４の内面６１ａ〜６４ａにてレンズ本体５１の外周面５５ｂに摺接することで結像レンズ５０を光軸Ｌに沿い相対移動可能に支持している。そして、一側案内部６１，６３および他側案内部６２，６４は、光軸方向からみて互いに重ならないように配置されている。

これにより、ホルダ６０の挿入孔６０ｃに挿通された結像レンズ５０のフランジ５２を一側案内部６１，６３および他側案内部６２，６４の少なくとも２つにて挟持した状態で光軸Ｌを中心に結像レンズ５０を回転させると、フランジ５２が各案内部６１〜６４に案内されるように結像レンズ５０が光軸方向に相対移動する。このとき、光軸Ｌを中心に回転する結像レンズ５０は、その外周面５５ｂにて各内面６１ａ〜６４ａにより摺接するように支持されているため、上記回転（相対移動）時における結像レンズ５０の光軸Ｌの振れを抑制することができる。これにより、フランジ５２と各案内部６１〜６４のような簡素な構成で結像レンズ５０とホルダ６０との相対位置を調整でき、その結果、結像レンズ５０と受光センサ２８との相対位置を調整することができる。

さらに、フランジ５２を４つの案内部６１〜６４を用いて案内することで、例えば、１つの一側案内部と１つの他側案内部との計２つの案内部を用いて案内する場合と比較して、高い精度でフランジ５２が案内されるので、光軸Ｌを中心とする回転に応じた結像レンズ５０の光軸方向の相対移動量の精度を向上させることができる。

特に、一側案内部６１，６３および他側案内部６２，６４は、光軸方向からみて互いに重ならないように配置されているため、中子等を採用することなく、挿入孔６０ｃの一側から型抜きされる一方の型と他側から型抜きされる他方の型とを有する成形型を用いて各案内部６１〜６４を成形することができる。このように、結像レンズ５０の支持構成が簡素化されるだけでなく各案内部６１〜６４を成形するための成形型も簡素化されるので、ホルダ６０の製造コスト、すなわち、光学的情報読取装置１０の製造コストを低減することができる。
したがって、簡素な構成にて相対位置を調整可能に結像レンズ５０が支持されるホルダ６０を実現することができる。

また、フランジ５２は、連結される外周面５５ｂの部位が光軸方向からみて１０５度であり３６０度未満となるように配置される。これにより、フランジ５２は、ねじ山の１山分に満たないように外周面５５ｂに連結されて形成されるため、結像レンズ５０の外周面５５ｂにホルダ６０との連結用のねじ山等を形成する場合と比較して、相対位置調整用の機構を簡素化することができる。さらに、フランジ５２の形状修正は、ねじ山の形状修正と比較して容易なので、相対位置の精度を向上するための結像レンズ５０の形状修正を容易に実施することができる。特に、結像レンズ５０を光軸中心に１回転させることなく位置調整することが前提となるので、位置調整するための結像レンズ５０の回転量が少なくなり、ねじ山等を利用して位置調整する場合と比較して、位置調整を迅速に実施することができる。また、光軸方向一側から型抜きされる一方の型と光軸方向他側から型抜きされる他方の型とを有する成形型を用いて上記フランジ５２を有する結像レンズを成型することができるため、結像レンズ５０を成形するための成形型も簡素化されるので、ホルダ６０に加えて結像レンズ５０の製造コストをも低減でき、その結果、光学的情報読取装置１０の製造コストをより低減することができる。

さらに、一側案内部６１，６３および他側案内部６２，６４は、内面６１ａ〜６４ａがレンズ本体５１の外周面５５ｂに摺接して結像レンズ５０を光軸Ｌに沿い相対移動可能に支持することで支持部として機能する。これにより、一側案内部６１，６３および他側案内部６２，６４の内面６１ａ〜６４ａの形状修正は、ねじ山の形状修正と比較して容易なので、上記回転時における結像レンズ５０の光軸Ｌの振れを抑制するためのホルダ６０の形状修正を容易に実施することができる。また、支持部として独立した部材を挿入孔６０ｃの内周面に別途設ける必要がなく、ホルダ６０の成形型をより簡素化することができるので、ホルダ６０の製造コストがより低減されて、光学的情報読取装置１０の製造コストを更に低減することができる。

なお、各内面６１ａ〜６４ａのうち少なくとも２つが外周面５５ｂに摺接することで支持部として機能してもよい。また、各内面６１ａ〜６４ａが外周面５５ｂに摺接することなく、挿入孔６０ｃの内周面に設けられる２つ以上の他の部材がその内面にて外周面５５ｂに摺接することで支持部として機能してもよい。

また、ホルダ６０は、遮光性材料により成形され、レンズ本体５１の入射側には、入射する光を絞って不要な光を遮光する絞り部５８が配置される。これにより、情報コードＣからの反射光Ｌｒと異なる光の受光センサ２８への受光を防止することができる。特に、絞り機能と遮光機能を兼ね備えた絞り部５８が入射側に配置されるので、光軸上に絞り機能を発揮するように配置される部材と、レンズ本体の入射側を遮光するように配置される部材とを別途設ける場合と比較して、部品点数を削減することができ、その結果、絞り機能および遮光機能を低コストで実現することができる。

特に、絞り部５８は、レンズ本体５１の入射側に遮光性材料が印刷されることで形成されるため、絞り部５８を低コストで形成でき、その結果、絞り機能および遮光機能をより低コストで実現することができる。

なお、絞り部５８は、レンズ本体５１の入射側に遮光性材料が印刷されることで形成されることに限らず、例えば、絞り用の穴が形成された遮光性の板部材をレンズ本体５１の入射側に配置することで形成されてもよい。

［第２実施形態］
次に、本第２実施形態に係る光学的情報読取装置について、図１２を参照して説明する。図１２は、第２実施形態における結像レンズ５０ａを示す説明図である。
本第２実施形態では、結像レンズ５０の光軸の振れを確実に抑制するため、結像レンズ５０に代えて結像レンズ５０ａを採用する点が、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。したがって、第１実施形態の光学的情報読取装置と実質的に同一の構成部分には、同一符号を付し、その説明を省略する。

図１２に示すように、本実施形態にて採用される結像レンズ５０ａは、上述した結像レンズ５０に対して、フランジ５２は、レンズ本体５１の外周面５５ｂに対して、挿入側の縁５９ａからフランジ５２までの距離が反挿入側の縁５９ｂからフランジ５２までの距離よりも小さくなるように配置されている。そして、挿入側の縁５９ａからフランジ５２までの外周面５５ｂは、反挿入側の縁５９ｂからフランジ５２までの外周面５５ｂよりも成形時の抜け勾配が小さくなるように成形されている。

挿入側の縁５９ａからフランジ５２までの距離が反挿入側の縁５９ｂからフランジ５２までの距離よりも小さいため、挿入側の縁５９ａからフランジ５２までの外周面５５ｂの抜け勾配を、反挿入側の縁５９ｂからフランジ５２までの外周面５５ｂの抜け勾配よりも容易に小さくすることができる。このように挿入側の外周面５５ｂの抜け勾配を比較的小さくできるので、挿入孔６０ｃへの挿入時に各案内部６１〜６４の内面６１ａ〜６４ａと確実に面接触させることができ、上記回転（相対移動）時における結像レンズ５０ａの光軸Ｌの振れを確実に抑制することができる。

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）挿入孔６０ｃの内周面には、２つの一側案内部６１，６３と２つの他側案内部６２，６３との４つの案内部が設けられることに限らず、１つの一側案内部と１つの他側案内部とが形成されてもよいし、一側案内部および他側案内部に加えて両案内部のいずれか一方の機能を有する案内部が１または複数形成されてもよい。このとき、各案内部は、光軸方向からみて互いに重なることなく配置される。このようにしても、簡素な構成にて相対位置を調整可能に結像レンズ５０が支持されるホルダ６０を実現することができる。

（２）各案内部６１〜６４は、連結される挿入孔６０ｃの内周面の光軸方向からみた角度θ１〜θ４が、１１０度，７０度，９０度，９０度に設定されることに限らず、他の角度に設定されてもよい。この場合、各角度θ１〜θ４の合計値が３６０度または３６０度未満に設定されるとともに、１つの一側案内部を除いた各案内部の上記角度がフランジ５２の角度θよりも小さくなるように設定することができる。光軸方向他側からのフランジ５２の挿入孔６０ｃへの挿入を可能にするとともに、回転時のフランジ５２を２つ以上の案内部を用いて挟持するためである。

１０…光学的情報読取装置
２８…受光センサ
５０，５０ａ…結像レンズ
５１…レンズ本体
５２…フランジ
５２ａ…入射側端面
５２ｂ…出射側端面
６０…ホルダ
６０ｃ…挿入孔
６１，６３…一側案内部
６２，６４…他側案内部
６１ａ〜６４ａ…内面（支持部）
６１ｂ〜６４ｂ…案内面
Ｌ…光軸
Ｌｒ…反射光

Claims (7)

1. 情報コードからの反射光を結像レンズを介して受光する受光センサを備え、前記受光センサから出力される信号に基づいて前記情報コードを光学的に読み取る光学的情報読取装置であって、
   挿入孔が形成されて当該挿入孔に挿入される前記結像レンズを前記受光センサに対して当該結像レンズの光軸に沿い相対移動可能に支持するホルダを備え、
   前記結像レンズは、外周面が前記光軸を中心に円筒面状に形成されるレンズ本体と、前記光軸方向の厚みが一定であって前記光軸に直交する面に対して所定の角度で傾斜した状態で前記外周面に連結されるフランジとを備え、
   前記挿入孔の内周面には、前記フランジを光軸方向一側および光軸方向他側から挟持した状態で前記所定の角度に沿い案内するための一側案内部および他側案内部が形成されるとともに、前記レンズ本体の前記外周面に摺接することで前記結像レンズを前記光軸に沿い相対移動可能に支持する支持部が形成され、
   前記一側案内部および前記他側案内部は、前記光軸方向からみて互いに重ならない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。
2. 前記フランジは、連結される前記外周面の部位が前記光軸方向からみて３６０度未満となるように配置されることを特徴とする請求項１に記載の光学的情報読取装置。
3. 前記一側案内部および前記他側案内部の少なくとも１つは、内面が前記レンズ本体の前記外周面に摺接して前記結像レンズを前記光軸に沿い相対移動可能に支持することで前記支持部として機能することを特徴とする請求項１または２に記載の光学的情報読取装置。
4. 前記挿入孔の内周面には、前記一側案内部および前記他側案内部に加えて前記一側案内部および前記他側案内部のいずれか一方の機能を有する案内部が１または複数形成され、前記一側案内部および前記他側案内部を含めた各案内部は、前記光軸方向からみて互いに重なることなく配置され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。
5. 前記ホルダは、遮光性材料により成形され、
   前記レンズ本体の入射側には、入射する光を絞って不要な光を遮光する絞り部が配置されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の光学的情報読取装置。
6. 前記絞り部は、前記レンズ本体の入射側に遮光性材料が印刷されることで形成さ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。
7. 前記フランジは、前記外周面のうち前記挿入孔への挿入側の縁から前記フランジまでの距離が前記挿入側に対して反挿入側の縁から前記フランジまでの距離よりも小さくなるように配置され、
   前記挿入側の縁から前記フランジまでの外周面は、前記反挿入側の縁から前記フランジまでの外周面よりも成形時の抜け勾配が小さくなるように成形されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の光学的情報読取装置。

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