JPH0766410B2 - 光学装置 - Google Patents

光学装置

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JPH0766410B2
JPH0766410B2 JP61067403A JP6740386A JPH0766410B2 JP H0766410 B2 JPH0766410 B2 JP H0766410B2 JP 61067403 A JP61067403 A JP 61067403A JP 6740386 A JP6740386 A JP 6740386A JP H0766410 B2 JPH0766410 B2 JP H0766410B2
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ピー．クラーク ピーター
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ポラロイド コーポレーシヨン
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    • H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66007—Multistep manufacturing processes
    • H01L29/66075—Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials
    • H01L29/66227—Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials the devices being controllable only by the electric current supplied or the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched, e.g. three-terminal devices
    • H01L29/66409—Unipolar field-effect transistors
    • H01L29/66477—Unipolar field-effect transistors with an insulated gate, i.e. MISFET
    • H01L29/66674—DMOS transistors, i.e. MISFETs with a channel accommodating body or base region adjoining a drain drift region
    • H01L29/66712—Vertical DMOS transistors, i.e. VDMOS transistors
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06K—GRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
    • G06K7/00—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns
    • G06K7/10—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation
    • G06K7/10544—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation by scanning of the records by radiation in the optical part of the electromagnetic spectrum
    • G06K7/10712—Fixed beam scanning
    • G06K7/10762—Relative movement

Description

【発明の詳細な説明】 （発明の背景） 本発明は概括的に言えば、光学的走査あるいは読取りの
分野に関し、具体的に言えばバー符号を読取るための手
持ちプローブに適した光学的装置の構造に関する。
製品の価格、識別、在庫品目等に関する情報を提供する
バー符号の使用は、バー符号が便利で安価であり、かつ
半自動あるいは全自動読取り技術に十分適合できるた
め、販売業務等の場所では十分確立された慣行手段であ
る。
バー符号には、情報が交番する明暗の縞として貯えられ
ており、明暗の縞の各幅と隙間とが復号手段として用い
られる。十分小さい光のビームで適性に照射されると、
それは変調された光ビームを反射し、その反射光ビーム
が十分な強度を有していると、検出されて復号のための
電気的信号に変換される。バー符号は通常照光ビームで
走査され、反射ビームは同時に十分な解像度を有する光
学系で検出される。走査期間、バー符号は検出装置に対
して相対向に動かされるが、この運動は、スーパーマー
ケツトに最も多くみられるような符号化された商品を固
定走査ヘツドに対して移動させるか、あるいはかさの低
い商品小売現場で最も多く見られるような、商品につけ
たバー符号の上で手持ちプローブを移動させるかのどち
らかである。
手持ちプローブの性能は、手動動作では当然位置変動が
生じるので、その回転および角度姿勢に対して、あるい
はまたバー符号への接近距離に対しても、妥当に不感で
なければならない。さらにまた、手持ち型あるいは固定
型のいずれであつても、走査装置の設計および製造に際
しては、信号強度、解像度、雑音レベル、製造の容易
さ、および製造コストが重要な考慮要件となる。
従来の手持ちプローブ装置は、例えば「モジユラ形式の
光学的走査装置」という発明の名称をもつて、1975年10
月28日付でトーマス・Ｗ・ターナに付与された米国特許
第3,916,184号に開示されているような、反射光を感知
モジユール上に焦点づけるよう構成されたレンズ系をも
つ光学フアイバ照光システムに属する。また「バー符号
等のための電気−光学的読取り装置」という発明の名称
をもつて、1974年１月８日付でダヴイド・Ｃ・アライス
に付与された米国特許第3,784,794号には、照明とバー
符号からの反射光の検知の両用のための光学系であつ
て、球面レンズの裏面に１個またはそれ以上の検出器を
配置したものが開示されている。
また、「光学的バー符号読取り装置」なる発明の名称
で、1978年３月13日にジヨン・Ｊ・ウエビングに付与さ
れた米国特許第4,143,809号には、手持ちバー符号読取
り装置用の複焦点システムが開示されている。ここで
は、一対の別個のレンズがそれぞれの光軸が鋭角をもつ
て互いに交差するように並べられ、支持体の一部として
一体的に成型されている。これらレンズの表面は双曲断
面形状を有していて、球面収差をなくするような選択的
形状となつている。
これら従来技術で行なわれた多くの技術改善にもかかわ
らず、種々の目的に有効に使用できるよう改善された手
持ちバー符号プローブが今なお要請されている。特に、
信号強度が強く、雑音が低く、しかもバー符号に対する
位置やバー符号からの離間距離が変動して、要求される
解像度を有することができるような信号を提供すること
ができる手持ちプローブ用光学系が要請されている。さ
らにまた、製造の容易さと効率、および簡単な構造の使
用がバー符号走査装置の設計に際しての重要考慮要件で
ある。従つて、本発明の主たる目的は、上述したような
有利な特徴を有する手持ちバー符号プローブに用いる光
学系を提供することである。
本発明の他の目的は、一部はすでに自明であるし、他は
以下の記述から明らかになろう。従つて本発明は以下に
行なう詳細な記載に例示される構造を含む。
（発明の要約） 本発明は概括的に言えば、光学的走査あるいは読取りの
分野に関し、具体的に言えば、バー符号の情報内容を走
査するときに光をバー符号に導き、またそこからも光を
導くための手持ちプローブに特に適した光学的装置の構
造に関する。光学的要素自身は、好ましくは、射出成型
によつて光学的プラスチツクで製造した単一体として一
体的に形成される。この要素の好ましい形状は、３つの
表面を有していて、そのうちの２つは第１の協働表面対
を形成し、偏位された発散光源からの光の合成・再分布
を行ない、プローブのための所定の作業距離に対応する
上記協働表面対の全焦点範囲において検出器の像が均一
の強さを持つように照光ビームを形成する。このこと
は、バー符号が作業距離内のどこで読取られても最小の
信号強度を保証する。これを遂行するために、上記協働
表面対の一方の表面は過修正球面収差をもつ形状に形成
される。
第３番目の表面は、プリズム的であり、必要に応じて光
を収束しあるいは発散するが、第１の協働表面対の一方
と部分的に協働して上記作業距離内のどこにあつてもバ
ー符号からの反射光を平行光線化し、それを、光源と同
じ側で、好ましくは同一平面内で、該要素の背後におい
て偏位して配置された高検出器上に向けられる。
本発明の他の実施態様においては、上記３個の表面の代
りに４個の表面を備え、そのうちのいくつかは、上記好
ましい実施例とは異なつて、中心軸に関して偏位する代
りに該中心軸に沿つてタンデム状に配置された電源と検
出器ともつて動作する。しかし、どの実施態様において
も回転対称であり、バー符号の走査中におけるバー符号
への接近距離および角度姿勢の変動に対して比較的不感
である。
本発明の特徴である新規な構成要件は特許請求の範囲に
具体的に説明したとおりである。しかしながら、添付図
面に関連して説明した以下の記載を読むことによつて、
本発明自体が、その構成および動作方法の両方に関し
て、その他の目的および利点と共に十分理解されよう。
なお図面中同一符号は同一部分を示している。
（実施例） 第１図には、本発明の実施に特に適した、典型的な種類
のプローブすなわち読取り装置が、全体として符号10で
示されている。図示するように、プローブ10は細長いハ
ウジング14を備え、このハウジングの両端は円錐状に傾
斜している。上部の円錐状端部はケーブル17のところで
終端し、このケーブル17は金銭登録器等につながれてい
て、金銭登録器等にプローブ10から情報が転送され、そ
こで使用されるようになつている。プローブ10は鉛筆状
であり、他方の円錐状端部を例えば12で示したようなバ
ー符号の上方を通過させ、そのバー符号を読取るように
動作させる。その結果、バー符号12に対するプローブ10
の角度的姿勢は３つの方位において変動する可能性があ
る。すなわち、第１図において両端に矢印を持つ曲線で
示すような、ピツチングと、ローリングと、ヨー（偏揺
れ）であつて、ピツチングはＺ軸の回りで生じ、ローリ
ングはＸ軸の回りで生じ、回転はＹ軸の回りで生じる。
またプローブの下方の円錐状端部のバー符号からの距離
は、Ｙ方向にも、あるいはまたZX平面内においても変動
する。手持動作に起因する不可避的な変動の故に、この
ようなプローブの性能は、予測される位置的変動に比較
的鈍感であることが重要である。換言すると、プローブ
10の出力は、妥当な範囲内においては、プローブのバー
符号12に対する角度的姿勢あるいは接近関数として変化
してはならないということである。このことは、実際的
には、プローブ10はある妥当な範囲内、例えば０から約
50゜の間のピツチングあるいはローリングに対して適当
な信号対雑音比をもつて最小の信号強度を提供し、そし
てこの性能はプローブ10がＹ軸の回りで回転してもある
いはプローブがバー符号12から例えば2.54mmの数倍（１
インチの10分のいくつ）というようなオーダーの所定の
距離だけ離れても変化してはいけない、ということを意
味している。
本発明の光学的要素は、高い容積効率を有するプラスチ
ツク射出成型技術を用いて容易に製造することのできる
最小の構造を持つて、上記した要求を満足させることが
できる。本発明を理解するために第２図を参照すると、
これはおおむね第１図の２−２線に沿つて切断した断面
図であつて、本発明の光学的要素は全体として16で表わ
され、他の要素とともにプローブ本体14の内部に収容さ
れている。プローブ本体14の下方円錐状端部は開口15で
終端され、この開口15は好ましくは透明の塵芥カバーで
遮蔽して異物がプローブ本体14の中に入らないようにす
ることができる。光学的要素16の概括的な目的は、開口
15を介してバー12へ制御可能に高を導き入れ、そこから
光を導き出す点にある。その場合、この光学的要素16は
近くのバー符号から変調された光ビームを反射させて変
調した光ビームを発生させ、その変調された反射光ビー
ムを復調するための小さな光検出器に導くことを容易に
する。
この機能を遂行するために、光学的要素16は、非球面
で、好ましくは、双曲面の後表面18を有する。この後表
面18は第２図からわかるように軸OA0に関して回転対称
であり、この軸OA0はプローブ10の中心軸OAcから距離X0
だけ偏位している。その結果、後表面18はいわゆる偏心
表面であり、周知のプリズム効果を有している。
後表面18に対向して前表面20があり、この前表面20もま
た非球面で、好ましくは強い双曲面形状を有している。
この前表面20は後表面18よりも強い曲率を有しており、
それゆえにより高い倍率を有していて光軸OAcを中心と
して回転対称である。後表面18の中心にはわずかな凹部
が、ありそこにはもう１つの表面、すなわち光学的要素
16の第３の表面があつて、この面は全体として22の符号
で示されている。図からわかるように、この表面22は直
径Xrを有しており、好ましくは回転対称形であり、また
図では凸面として示しているが必要ならば凹面であつて
もよく、あるいは後表面18と同じ形状を有していてもよ
い。表面22は光軸OAcに関して角度θのプリズム上に重
ね合わされている。
光学的要素16の背後には電子部品組立体27が配置され、
この組立体27は、光源24と光検出器28、およびそれに付
随する電子30とを備えている。これら光源24および光検
出器28は、好ましくは光軸OAcに垂直な基板上に装着さ
れ、それぞれが光軸OAcから偏位された軸に整列されて
いる。
光源24は能動放射放出領域23を有し、その領域23を覆つ
て半球形レンズ25が配置され、このレンズ25は能動領域
23からの放射を受け取つてそれをおおむね第２図の矢印
で示すような光線に変換する。半球形レンズ25の中心軸
は好ましくは偏位された軸OA0上にあり、後表面18と同
軸とする。光源24の動作波長は、スペクトルの可視範囲
及びIR部分を含む範囲内であつて、全体の積扮された出
力の強さすなわち光源24の全体の強さは数ミリワツトで
あつてよい。
光源24からバー符号12まで、すなわち第２図の上部から
下部までの光の移動を考えてみると、光は後表面18の形
状のゆえにまず後表面18に入射し、そこで平行にされ、
その後光学的要素16内を平行に移動する。図からわかる
ように、後表面18によつて形成された平行光線の束は、
互いに平行に、かつ光軸OAcに対しても平行に移動す
る。その後、この平行光線は前表面24によつて屈折され
るが、光軸OAc近くの光線は、閉口15の中心の近くの32
で焦点を結ぶ。光軸OAcよりもさらに離れた光線は、光
軸に近い光線の焦点32よりも下の方、例えば点34と36と
に順次焦点を結ぶ。ここで注意すべきことは、光線が光
軸で上で一旦集束された後、それらの焦点（32,34およ
び36）から発散して、光軸から離れた下流の点を照らす
ために有用な光として各焦点の下流で利用することがで
きるということである。それゆえに、ある作業深度例え
ばdwの範囲内で、光軸に直角に照光ビームを切断した断
面は全体として円形のパターンを示し、そのパターンの
中での光の強さは、光源24からの照光が光学的要素16に
よつて再分布されるので多少強くなつたり弱くなつたり
している。さらにまた、それぞれが種々の深度で同じ大
きさではない各円形断面内において照光は均一であり、
この深度に対する照光の制御は、前表面29の形状によつ
てもたらされるもので、前表面20の形状は好ましくは後
表面18のそれよりの強い双曲面形状であり、そしてより
以上に偏心的である。表面20は、意図的に過修正球面収
差を呈し、深度の如何に拘わらず所望の一定の照明レベ
ルが得られ、この特性が好ましくは約3.8mm（0.15イン
チ）以下の距離内でバー符号12がどこにおかれていても
一定の信号強度を出すことができるような形状に選択さ
れる。
プローブ10の機械的な軸と前表面20の光軸OAcとが一致
しているという事実は、システムを回転対称とし、プロ
ーブの回転位置に無関係にバー符号12を複号することが
できるという点で重要な特徴である。この回転対称は、
後表面18が光を平行光線化することと光軸OAcに対して
偏位された対称軸を有しているがゆえに可能である。そ
えゆえに光源24を光軸OAcから偏位させて配置すること
ができるのである。
他の方向における光の移動径路、すなわち第２図の下方
から上方に向かう光の移動径路に関しては、すなわちバ
ー符号12から反射された光の移動径路では、光はまず前
表面20によつて平行化される。その平行光線は２の部分
からできていると考えられるが、その第１の部分は後表
面18でくさび形表面22に入射し、第２の部分は後表面18
に入射する。
この光の第１の部分すなわち直径Xrによつてはさまれる
光線の先端の束の範囲内にある光線は前表面20の一部を
覆う表面部分22の正味の倍率のゆえに集束され、光検出
器28の前方に配置された開口26を通つて進む。この光は
周知の方法で電子部品30によつて複合するために光検出
器28によつて電気信号に変換される。
バー符号12の利点から考えて、開口26から見た光検出器
28の像がバー符号12の黒白の対の間にはまり込み、黒と
白の境界が何時横切られたかということがわかるほど十
分小さくなければならないということを理解されたい。
もしこれらの条件満たされず、バー符号12が十分細い
と、すなわちバー符号12が高い空間周波数を有している
と、出力は黒と白の平均すなわち灰色に見えるようなレ
ベルになつて、変調が生じない。
光検出器の像の最終領域は、好ましくは、近軸像を作業
距離dwの中間位置に位置させることによつて作業距離内
に中心づけされるが、近軸像は作業距離dwならばどこに
あつても妥当な位置に配置することができる。光検出器
の近軸像がどこにあうとも、光検出器の像の大きさはこ
の位置のどちら側においても焦点外れのために大きくな
り、光検出器の像が存在する斜視図に依存して収束する
か発散するか何れにしても何らかのコア部分が存在す
る。
一般的に、全作業距離にわたつて光検出器の像の大きさ
が変化するので、信号強度も変化するのではないかと考
える方もいるかもしれない。しかしながら、全作業距離
dwにわたつて、検出器の像はその全域で明るさが均一で
あり照度もほぼ等しいので、上記のように信号強度は変
化しない。このような特性と、焦点外れでも光検出器28
へのＦ値が一定に維持されるという事実によつても、信
号強度は一定あるいは妥当値に維持される。
直径が約7.62mm（3/10インチ）のバー符号プローブへの
使用に適することが認められた光学的要素の一例は次の
通りである。後表面18および前表面20は双方とも次の式
によつて表される。
ここでＣは表面頂点部半径の逆数、Ｋは円錐定数、Ｙは
表面頂点から該表面の光軸としてとられたＹ軸に平行に
測つた点の距離、そしてＳはＹ軸に垂直な方向に測つた
上記点への半径方向距離であり、また係数β、γ、δお
よびεは次の表で与えられる。
これらの値として、開口15から前表面20の頂点までの距
離は35.56mm（61.4インチ）、前表面20と後表面18との
間の距離は光軸OAcに沿つて測つたとき7.62mm（0.3イン
チ）で、要素の半径は8.128mm（0.32インチ）であつ
た。要素の材料はプレクシグラス（Plexiglas:商標名）
であつた。
この例を用いた試験では、出力レベルはプローブの回転
の角度には無関係でありプローブ10を作業距離3.81mm
（0.15インチ）からバー符号の方へ近づけたとき、出力
信号はバー符号に接触する点まで定格値の15％以上変化
せず、また全動作角度にわたつて、あるいは角度０〜40
゜の範囲内でバー符号からの全距離にわたつて係数２〜
１以上に変動することはない。偏位した軸OA0への距離
すなわちX0は約2.54mm（0.1インチ）で、光検出器の偏
位量より僅かに小さかつた。光検出器の近軸像の大きさ
は、作業距離に沿う中間位置で0.01524mm（0.0006イン
チ）、光検出システムのＦ値はF/6.0、照明システムの
それはF/0.6であつた。また0.357対/mmの空間周波数は
容易に解像された。光学的解像度のためには、全作業距
離dwにわたつての検出器の像の大きさは所望の最高バー
符号の周波数1/2以下でなけれはならないということが
当業者には理解されるよう。
第３図には本発明の光学的要素の別の実施例が全体とし
て符号42で示されている。要素42は基本的な機能として
は前の要素16と同じであるが、表面が新しい後表面40
と、別の前表面44とを含む点で異なつている。また、後
表面40の低下した領域には、後方に対向している表面48
が含まれている。第３図においては、前の実施例と僅か
に異なるがゆえに新しい符号50,52および54で示した収
束点を除いて、他の部分は全て前の実施例と同じ符号で
示されている。
前表面44は、前の実施例における双曲面とちがつて、交
差する２つの表面部分を含んでおり、そのうちの１つは
全体を符号45で示すように直円錐部分であり、他の１つ
はこの円錐部分45と結合され全体を符号46で示した非球
面部分である。このようにして、表面44は連続してはい
るが異なる幾何学的図形を有して交差する２つの表面部
分から構成されている。表面44が前の実施例と異なつて
いるため、双曲面形状を有している表面40は光源24から
の発散光束の収束に関して前の実施例における対応表面
とは僅かに異なる特性を有している。
この要素と前の実施例の要素との間の主な相違点は、こ
の実施例の収束システムでは光を光検出器28へ向けるた
めに前表面の一部を使用することをせず、その代りに、
前表面の部分46と後表面のくさび形部分48とからなる一
対の協働面部分が形成され、それが用いられている点で
ある。くさび形部分48は非球面形状をしており、かつ、
必要に応じて凹面または凸面となつている。さらにま
た、表面48は光軸OAcに対するその全体的角度配向のた
めにプリズム効果を備えている。このプリズム効果は、
表面48から出る光束を角度θで収斂させ光が開口26に入
るように指向させる。
また、前表面の円錐状表面部分45は、光源24からのエネ
ルギが再分布され、全作業距離dwにわたつて光検出器の
像がその全域で均一にビームを形成するように過修正球
面収差を呈するよう作用する。
第４図には本発明のまた別の実施例が示されており、こ
の光学的要素は全体が符号60で示されている。しかしな
がらこの図示実施例では、光源68と光検出器82とが光軸
OAcに沿い前後にタンデム状に配設されている。また、
光源68は、好ましくはLEDであつて、その能動領域72か
ら出る放射光は、領域72の頂部に整合された半球形レン
ズ70の使用によつて収束される。光源68からの発散光
は、周知の方法で、すなわち要素76から出る放射ビーム
が平行となるように構成された収束用レンズ76を使用す
ることによつて収束される。光学的要素76から出る平行
放射ビームは、光学的要素60の平坦な後表面62に入射す
る。それゆえに、平坦な表面62は平行な放射光の偏向さ
せず、そのまま平行な状態で光学的要素60内を通過させ
る。要素60内を通過した平行放射はその後前表面64に到
達するが、この前表面64には双曲面形状をしていて、光
軸OAcに沿つて進む平行放射光の束を収束しそれを再分
布してビームに過修正された球面収差の影響を与え、そ
のビームの強度と表面被覆範囲とを全作業距離dwにわた
り光検出器の像の全領域で均一とする。
平坦な後表面62の中心には、Xrで表わされる直径をもつ
前表面64の一部と協働する収束表面66が設けられてい
て、開口80を通つてバー符号12からくる反射放射光ビー
ムを収束する。このビームはその後光検出器82に入射
し、複号のための適当な変調信号が形成される。この実
施例と、今まで述べてきた実施例との主な相違点は、こ
の実施例においては、光源と光検出器とが同一の軸上で
タンデム状に離間配設されていて、光学的要素60は、光
源68から出る発散放射に直接作用するのではなくて、上
流に設けた光学的要素76によつて形成される平行放射ビ
ームに作用するという点である。従つて、放射はすでに
平行化されているので、光学的要素60の後表面には平行
ビームを生じさせるための倍率は何ら与えられていな
い。
その他、このシステムの性能、は特に、回転対称であつ
て位置的姿勢の変動に対して信号出力が不変であるとい
う点で、すでに述べた各実施例における性能と類似して
いる。
第５図は本発明による光学的要素のもう１つ別の実施例
を示していて、光学的要素はここでは総括的に符号84で
示されている。光学的要素84は、前表面と後表面とにお
いて詳細な点では異なつているが、第４図に示した光学
的要素60に最もよく類似しており、その他の要素は第４
図の各部の符号と同一の符号を用いている。
光学的要素84は、光軸OAcに中心をもつ凸形球状表面92
を持つ平坦後表面86を含む。要素84の前表面は倍率の異
なる２つの表面部分からなり、その一方は非球面状の外
側表面部分88であり、他方は光軸OAc上に中心をもつ非
球面状表面部分90である。表面80は前例のように過修正
球面収差を平行光線ビームにもたらしてその強さを所望
通りに分布させるよう構成されており、表面90と92とは
協働して反射ビームを集光しそれを開口80に指向させ
る。その後反射ビームは前述したように光検出器82の方
に進む。この実施例と第４図の実施例との主な相違点
は、反射ビームをシステムの光検出器へ収束、指向させ
るのにこの実施例では２つの表面を用いている点であ
る。
本発明の範囲から逸脱することなく上記各実施例に変更
を加え得ることは当業者には自明であろう。例えば、寸
法を変化することができるし、また表面の細部に変更を
加えることも可能である。あるいはまた所望ならば、各
表面のどれかに僅かな模様を与えて放射をより均一にす
るようにしてもよい。従つて上記説明中に記載され、あ
るいは添付図面に記載されたものはすべて例示にすぎ
ず、本発明を限定するためのものではないと解釈すべき
である。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の光学的要素が有用に使用できるような
種類の手持ちプローブの斜視図であつてプローブがバー
符号を読むときにとりうる種々の姿勢を示しており、第
２図はおおむね第１図の２−２線に沿う拡大断面図であ
つて本発明の好適実施例を示しており、第３図は第２図
に類似する本発明の別の実施例を示しており、第４図は
第２図に類似する本発明のさらに別の実施例を示してお
り、第５図は第２図に類似する本発明のまた別の実施例
を示している。 （符号の説明） 10……プローブ、 12……バー符号、 14……ハウジング、 15,26,80……開口、 16,42,60,76,84……光学的要素、 17……ケーブル、 18,40,62,86……後表面、 20,44,64,88……前表面、 22……第３の表面、 24,68……光源、 25,70……半球形レンズ、 27……電子部品組立体、 28,82……光検出器、 30……電子部品、 32,34,36,50,52,54……焦点、 45……円錐状表面部分、 46……非球面部分、 48……くさび形表面。

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】光検出装置と光源を収納するハウジングを
    もった光学的読み取り装置に用いる光学装置にして、前
    記光源からの光を、少なくともその一部が前記ハウジン
    グの外側を通る所定の光路を通って、前記光路内に置か
    れた情報を照らすように投射して、前記情報が前記光路
    に沿った所定の距離範囲に位置するとき、その情報の少
    なくとも一部を表す像の焦点像を前記光検出装置に結ぶ
    よう設けられた多面レンズ構造を備え、 前記多面レンズ構造は、互いに対向する第１、第２の面
    を有し、前記第１の面は双曲面形状に作られてそれに入
    射する前記光源の光を実質的に平行光線とし、前記第２
    の面は前記第１の面に対して過修正球面収差を与えるよ
    うな形状に作られ、それにより前記第１、第２の面を通
    った前記光源からの光を、回転対称な光ビームとして投
    射して、前記所定の距離範囲の各位置において、そこに
    置かれた前記情報の少なくとも前記焦点像に相当する断
    面領域に対して実質的に均一な光分布を与えるように構
    成されていることを特徴とする、前記光学装置。
  2. 【請求項２】前記レンズ構造の全ての面が、単体の素子
    として一体につくられている特許請求の範囲第１項記載
    の光学装置。
  3. 【請求項３】前記レンズ構造は、その中心部を前記情報
    の少なくとも一部を表す像を前記光検出装置に焦点合わ
    せするのに用い、その外側部分を前記光を所定の光路に
    そって投射するのに用いるように構成されている特許請
    求の範囲第２項記載の光学装置。
  4. 【請求項４】前記レンズ構造は、前記所定の距離に沿っ
    て次第に広がる円錐状の領域内にある像の焦点を結び、
    前記円錐と同心で次第に発散するビームの形で前記光を
    投射するようになっている特許請求の範囲第１項記載の
    光学装置。
  5. 【請求項５】前記第１の面の中心軸が前記第２の面の中
    心軸に対して偏心している、特許請求の範囲第１項記載
    の光学装置。
  6. 【請求項６】前記第１、第２の面の形成する焦点範囲が
    約3.8mmである、特許請求の範囲第１項記載の光学装
    置。
  7. 【請求項７】光源からの光を制御してバーコードに反射
    させて変調された光ビームを発生し、その変調された光
    ビームを復合のため光検出器に導くようにした光学走査
    器に用いる光学装置にして、光学プラスチックの単片か
    らなり、少なくとも第１の面と、一対の互いに対向する
    面とが一体に形成された少なくとも１つの光学要素を備
    え、前記第１の面は、前記光検出器の像の焦点が前記光
    学要素の軸に沿った所定の作業範囲に渉って形成される
    のを助け、かつ前記光検出器の像の大きさを前記所定の
    作業範囲に渉って、予想される前記バーコードの最高の
    空間周波数の実質的に1/2以下とするように構成され配
    置され、前記一対の対向する面は、前記光源からの光が
    その一方の面に入射して他方の面から出ていくとき、前
    記光学要素の軸と同軸で回転対称の光ビームを形成し、
    かつ前記作業距離の全長に渉って前記検出器の像の形成
    される領域上において実質的に均一になるように前記一
    対の面が相対的に、かつ前記第１の面に対して相対的に
    配置され構成されている前記光学装置。
  8. 【請求項８】光源からの光を制御して検出器の所定の作
    業範囲内にあるバーコードに反射して変調された光ビー
    ムを発生する光学走査器に用いる光学装置にして、光学
    プラスチックの単片からなり、互いに対向する一対の面
    が一体に形成された少なくとも１の光学要素を備え、前
    記一対の面は、光源からの光がその一方の面に入射して
    他方の面から出ていくとき回転対称な光ビームを形成
    し、かつ前記光ビームの変化量は、前記光学要素の焦点
    範囲に渉ってその定格値のプラス・マイナス15％以下で
    あり、また前記検出器の作業距離の全長に渉って前記検
    出器の像領域上に実質的に均一に分布するように配置さ
    れ構成されている前記光学装置。
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