JPH0793465A - 光学的情報読取装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 光学的情報パターンの方向や位置の多少のず
れ、或は局所的な汚れや割れバー等の多少の欠陥に影響
されることなく、光学的情報を正しく読み取ることが出
来るようにした光学的情報読取装置を提供すること。 【構成】 レーザビーム形（又はラインイメージセンサ
形）の光学的情報読取装置に対して、周期的に捩れ角が
増減反転する可変螺旋面によって、回転するポリゴンミ
ラーから到来する光ビーム（又は被読取部材の各点から
到来する各光束）を垂直面内において入射点毎に異なる
角度で反射偏向させる可変螺旋面形反射ミラー装置４を
付加して、被読取部材５上に非平行線束形の走査パター
ン（又は可視域パターン）を生成するようにしたもので
ある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この出願の発明は、光学的情報読
取装置、特に被読取部材上に多線走査パターン又は多線
可視域パターンを生成する光学的情報読取装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】光学的情報読取装置は、ラベル等の記録
媒体に記録されたバーコード、文字等の光学的情報を読
取るものである。従来のレーザ走査形光学的情報読取装
置では、半導体レーザ等の光源から出射した１本の光ビ
ームを、回転するポリゴンミラー（回転多面体ミラー）
に入射せしめ、そのミラー面で反射した光ビームで、記
録媒体上の光学的情報パターンを一方向から繰り返し走
査し、その光学的情報パターンからの反射光を受光素子
で受光して、その光学的情報を読取るようにしたものが
一般的である。又、従来のラインイメージセンサ形光学
的情報読取装置では、ＬＥＤ等の照明手段によって記録
媒体上の光学的情報パターンを照明し、その光学的情報
パターンから反射してなる光像を、ラインイメージセン
サによって、電気的アナログ信号に変換して、その光学
的情報を読取るようにしたものが一般的である。

【０００３】

【従来技術の問題点】しかし、上記従来のレーザ走査形
光学的情報読取装置においては、走査線が１本であるか
ら、様々な角度で置かれている被読取部材上の光学的情
報を読取る場合には、光学的情報読取装置自体の角度
を、一々、光学的情報パターンの角度に合わせて操作す
る必要があった。又、たとい光学的情報パターンが水平
に揃っている場合であっても、唯１本しかない走査線
を、そのパターンに正確に当てるのは必ずしも容易では
なかった。そこで、これらの問題点を解消するために、
ラスタースキャンタイプの光学的情報読取装置が提案さ
れた。しかし、このタイプの光学的情報読取装置は、回
転するポリゴンミラーを２個必要とするため、構造がや
や複雑大型化し、且コストも増加するという、新なる問
題点を発生させた。従来のラインイメージセンサ形光学
的情報読取装置においても、事情はほぼ同様であった。

【０００４】

【発明の目的】それ故、この出願の発明の第一の目的
は、光学的情報の向きや、位置の多少のずれに左右され
ることなく、光学的情報を正しく読み取ることが出来る
ようにした光学的情報読取装置を提供することにある。
この出願の発明の第二の目的は、被読取部材上の局所的
な汚れや割れバー等の欠陥に左右されることなく、光学
的情報を正しく読み取ることが出来るようにした光学的
情報読取装置を提供することにある。この出願の発明の
第三の目的は、被読取部材上に、互いに非平行で且離散
的な多数の線分の集合（以下「非平行線束」という。）
から成る走査パターンを生成する光学的情報読取装置を
提供することにある。この出願の発明の第四の目的は、
被読取部材上に、非平行線束形の可視領域パターンを生
成する光学的情報読取装置を提供することにある。この
出願の発明の第五の目的は、被読取部材上に、非平行線
束形の走査パターン又は非平行線束形の可視領域パター
ンを生成するための、光学的情報読取装置用の、新規な
要素を提供することにある。この出願の発明の第六の目
的は、これらの目的を、小型且簡単な構造で、安価に達
成することにある。

【０００５】

【目的を達成するための手段】上記の問題点を解決し、
且上記の目的を達成するために、この出願の発明は、第
一に、被読取部材照射手段２と、上記被読取部材照射手
段２から出射された光ビームを水平面内において周期的
に反射偏向させるポリゴンミラー３と、集光光学系９
と、受光素子８と、信号処理部７と、これらの要素の全
部又は一部を収納する筺体１とを含有する形式の光学的
情報読取装置に対して、上記ポリゴンミラー３から上記
被読取部材５に至る間の光路上に、周期的に捩れ角が増
減反転する可変螺旋面によって、上記ポリゴンミラー３
で反射偏向されてなる光ビームを、更に垂直面内におい
て、入射点毎に異なる角度で反射偏向させる可変螺旋面
形反射ミラー装置４を付加配設し、上記被読取部材５上
に非平行線束形の走査パターンを生成する。

【０００６】第二に、被読取部材照明手段２２と、結像
光学系２５と、ラインイメージセンサ２６と、信号処理
部７と、これらの要素の全部又は一部を収納する筐体２
１とを含有する形式の光学的情報読取装置に対して、上
記被読取部材５から上記結像光学系２５に至る間の光路
上に、周期的に捩れ角が増減反転する可変螺旋面によっ
て、上記被読取部材５の各点から到来する各光束を、垂
直面内において、入射点毎に異なる角度で反射偏向させ
る可変螺旋面形反射ミラー装置４を付加配設して、上記
被読取部材５上に交差線束形の可視域パターンを生成す
る。第三に、光学的情報読取装置に使用するための、可
変螺旋面形反射ミラー装置４は、細長形状の可撓性反射
ミラー１０と、該可撓性反射ミラー１０に対して周期的
に螺旋面状の捩れ変形を与える捩れ変形駆動手段とで構
成する。

【０００７】

【発明の作用】可変螺旋面形反射ミラー装置４の作用か
ら説明する。可変螺旋面形反射ミラー装置４の可変螺旋
面の任意の点ｘにおける捩れ角θ_ｘは、端点Ｌにおける
捩れ角θに比例すると共に、点ｘから中立点（原点）ま
での距離ｘに比例する。式で表わせば、次の通りであ
る。 θ_ｘ＝（ｘ／Ｌ）θ （１） 但し、ｘは可変螺旋面の任意の点の水平座標、Ｌは可変
螺旋面の端点の水平座標、θは可変螺旋面の端点におけ
る捩れ角である。可変螺旋面においては、端点の捩れ角
θが周期的に増減反転するから、これに比例して、中間
の任意の点ｘの捩れ角θ_ｘも周期的に増減反転する。

【０００８】可変螺旋面上の各点に入射した光ビーム
（又は光束）は、各点毎に異なる角度で、反射偏向され
る。反射した光ビーム（又は光束）の偏角（垂直平面内
での偏角）は、可変螺旋面の捩れ角θが異なるに連れて
異なり、又、同面への入射点ｘが異なるに連れて異な
る。この関係を、式で表わせば、次の通りである。 φ_ｘ＝２θ_ｘ＝２（ｘ／Ｌ）θ （２） 但し、ｘは可変螺旋面上の光ビーム（又は光束）の水平
座標、Ｌは可変螺旋面の端点の水平座標、θは可変螺旋
面の端点における捩れ角、φ_ｘは点ｘにおける反射ビー
ム（又は光束）の偏角である。尚、θ_ｘは時間ｔの周期
関数である。

【０００９】次に、光ビーム走査形の場合について説明
する。被読取部材照射手段２より出射された光ビーム
は、先ず、回転するポリゴンミラー３の一つのミラー面
３１に入射し、反射偏向される。反射した光ームの偏角
（水平面内での偏角）は、ポリゴンミラー３の回転角の
周期関数であり、従って又、時間ｔの周期関数である。
光ビームは、次いで、可変螺旋面形反射ミラー装置４の
可変螺旋面に到達し、反射偏向される。これによる偏角
（垂直面内における偏角）φ_ｘは、可変螺旋面の捩れ角
θが異なるに連れて異なり、又、同面への入射位置ｘが
異なるに連れて異なる。この関係は、前記（２）式の通
りである。但し、ｘは可変螺旋面上の光ビーム（又は光
束）の水平座標であると共に、ここでは更に、時間ｔの
周期関数である。

【００１０】回転するポリゴンミラー３は、被読取部材
５上の光ビームを水平方向に偏位させることに寄与し、
可変螺旋面形反射ミラー装置４は、同光ビームを垂直方
向に偏位させることに寄与する。被読取部材５上の光ビ
ームの水平座標（Ｘ座標）は、次の通りとなる。 Ｘ＝ｃｘ （３） 但し、ｘは可変螺旋面上の光ビームの水平座標、ｃは定
数、Ｘは被読取部材５上の光ビームのＸ座標である。
尚、ｘは時間ｔの単調関数であり、且周期関数である。
又、被読取部材５上の光ビームの垂直座標（Ｙ座標）
は、式（２）を用いて、次の通りとなる。 Ｙ＝ｄθＸ （４） 但し、Ｘは被読取部材５上の走査ビームの水平座標であ
ると共に時間ｔの周期関数、θは螺旋面の端点における
捩れ角であると共に時間ｔの周期関数、ｄは比例定数、
Ｙは被読取部材５上の走査ビームの垂直座標である。Ｘ
もθも共に時間ｔの周期関数ではあるが、Ｘの変化は急
速で、θの変化は緩慢であるから、式（２）は、結局、
互いに非平行で且離散的な多数の線分の集合（非平行線
束）を表わす。即ち、図４（ａ）の通りとなる。かくし
て、回転するポリゴンミラー３と、螺旋面が周期的に変
化する可変螺旋面形反射ミラー装置４とは、協働して、
被読取部材５上に非平行線束形の走査パターンを生成す
る。

【００１１】更に、ラインイメージセンサ形の場合につ
いて説明する。被読取部材照明手段２２は、被読取部材
５の全表面を一様に照明する。被読取部材５の各点にお
ける散乱反射光は、四方八方に拡散する。散乱反射光の
うちの極一部の光束のみが可変螺旋面形反射ミラー装置
４の可変螺旋面に到達する。可変螺旋面で反射してなる
再反射光のうち、水平方向に進行する成分のみが、結像
光学系２５内の絞り若しくはスリットを経て、ラインイ
メージセンサ２６の各画素（ピクセル）面に到達する。
ラインイメージセンサ２６の各画素は、電子的且順次的
に走査され、走査された瞬間に、変換した電気的信号を
出力する。

【００１２】電気的信号（の強弱）に変換された（若し
くはされ得る）光束（以下「有効光束」という。）のみ
を考察の対象とし、他の光束は一切無視するものとすれ
ば、或る瞬間には、或る光路にのみ、有効光束が存在
し、次の瞬間には、隣接する次の光路にのみ、有効光束
が存在することになる。恰も１本の有効光束が移動して
いるかの如き観を呈する。従って、各瞬間瞬間をとって
比べてみれば、上記の有効光束は、レーザ走査形の場合
の光ビームと同じである。両者の違いは、光の向きが互
いに逆になっていること位である。

【００１３】故に、ラインイメージセンサ形の場合にお
いても、前述の式（３），（４）が同様に成立する。但
し、この場合の点（Ｘ，Ｙ）は、上記の有効光束の始点
を表す。式（３），（４）を満たす点（Ｘ，Ｙ）の集合
は、前述の如く、非平行線束を成す。即ち、図４（ａ）
の通りとなる。かかる非平行線束は、ラインイメージセ
ンサにとって、可視の領域を成す。その他の諸点は、不
可視の領域を成す。かくして、螺旋面が周期的に変化す
る可変螺旋面形反射ミラー装置４と、電子的走査を行う
ラインイメージセンサ２６とは、協働して、被読取部材
５上に、非平行線束形の可視域パターンを生成する。

【００１４】

【実施例】この出願の発明の第１の実施例について説明
する。先ず、その全体構成について説明する。図１の
（ａ）は、この出願の発明の第１の実施例の水平断面を
示す図であり、同（ｂ）は、その垂直断面を示す図であ
る。図１において、１は筐体、２は被読取部材照射手
段、３はポリゴンミラー、４は可変螺旋面形反射ミラー
装置、１０は可撓性反射ミラー、１１，１１は反転回動
手段、５は被読取部材、７は信号処理部、８は受光素
子、９は集光光学系、１２は普通のモータである。そし
て、１３，１４，１５は光ビーム（ビーム状の光線）で
ある。

【００１５】筐体１の内部には、被読取部材照射手段
２、ポリゴンミラー３、可変螺旋面形反射ミラー装置
４、集光光学系９、受光素子８、及び信号処理部７の全
部又は一部を収納配設する。（例えば、信号処理部７や
受光素子８を、第２の筐体の内部に収納することが出来
る。） 被読取部材照射手段２から射出された光ビームの進行順
序に即して、ポリゴンミラー３、可変螺旋面形反射ミラ
ー装置４を、この順序で配設する。被読取部材からの散
乱反射光の一つの光路に即して、集光光学系９、受光素
子８を、この順序で配設する。受光素子８の出力端子に
は、信号処理部７を接続する。

【００１６】次に、第１の実施例の部分構成及び部分動
作について説明する。被読取部材照射手段２は、レーザ
光源であって、半導体レーザとコリメータレンズによっ
て構成される。コリメータレンズは、微小なビームスポ
ット径と最善の透過効率とが得られるように、設計され
る。集光光学系９、受光素子８、及び信号処理部７は、
普通一般のものであって、差し支えない。

【００１７】ポリゴンミラー３は、周知の通り、図３の
右下方に示す様な、正ｎ角柱（ｎは３以上の正の整数）
からなり、中心軸と平行な多数の面分３１，３１，…を
有する。これらの面分は夫々、反射ミラー面３１，３
１，…を構成する。ポリゴンミラー３は、モータ１２に
よって、所定の角速度ωで、所定方向に連続的に回転さ
れる。ポリゴンミラー３に到達した光ビーム１３は、何
れか一つのミラー面３１に入射し、反射偏向される。反
射光は、光ビーム１４となる。光ビーム１４は、当該ミ
ラー面３１の回動に連れて、回動する（偏向する）。当
該ミラー面３１が更に回動すると、入射点は、隣接した
次のミラー面３１に乗り移る。以下、同一の動作を繰り
返す。故に、光ビーム１４の偏角（水平面内での偏角）
は、ポリゴンミラー３の回転角（ωｔ）の周期関数であ
り、従って又、時間ｔの周期関数である。その周期Ｔ_ｈ
は（２π／ｎ）／ωである。即ち、光ーム１４は、周期
Ｔ_ｈ（＝２π／（ｎω））で、水平面内において、左右
に首振り運動を行う。

【００１８】可変螺旋面形反射ミラー装置４は、この出
願の発明によって導入する新規な要素であって、可撓性
反射ミラー１０と、その端部に連結した捩れ変形駆動手
段，例えば１対の回動反転手段（１１，１１）とから成
る。可撓性反射ミラー１０は、細長い可撓性薄板の表面
を、ミラー処理することによって得られる。可撓性反射
ミラー１０の材料としては、例えば、金属板乃至成形加
工品等を使用する。可撓性反射ミラー１０と捩れ変形駆
動手段（例えば１対の回動反転手段１１，１１）との連
結部には、好ましくは、ブラケットｂ，ｂを挿入するの
が良い。これによって、歪のない可変螺旋面を現出させ
ることが出来る。

【００１９】回動反転手段１１としては、例えばトルク
モータを使用する。両回動反転手段（例えば、トルクモ
ータ）１１，１１は、回動軸が互いに逆方向に回動し、
又、反転する様に、電気的に制御される。トルクモータ
の回動軸は、正逆両方向に３６０度未満の範囲で、交互
に、時計方向又は反時計方向の回動反転運動を行うこと
が出来るが、好ましくは、正逆５度位の範囲で、回動反
転運動を行う様に、電気的に制御するのが良い。回動反
転手段１１としては、トルクモータの代りに、永久磁石
と電磁コイルからなる駆動手段を用いることが出来る。
更には、圧電素子や磁歪素子からなる駆動手段を用いる
ことが出来る。

【００２０】可撓性反射ミラー１０は、対を成す回動反
転手段（例えば、トルクモータ）１１，１１の相反的回
動反転により、右巻き又は左巻きに、交互に捩られ、右
巻き又は左巻きの可変螺旋面を生じる。ここに、「螺旋
面」とは、任意の直線Ｌに直交する線分Ｃを、直線Ｌの
回りに回転させながら直線Ｌに沿って移動させたとき、
線分Ｃの軌跡によって生じる曲面をいう（類似の曲面と
しては、推進羽根翼面を挙げることが出来る）。説明の
便のため、可変螺旋面の長手方向（水平方向）に即して
ｘ軸を取り、可変螺旋面の中点を原点（ｘ＝Ｏ）とす
る。可変螺旋面の長さを２Ｌとすれば、両端点の座標
は、ｘ＝Ｌ、及びｘ＝−Ｌとなる。可変螺旋面の中点は
正逆何れの向きにも変形しない。以下、このような点を
「中立点」という。

【００２１】可変螺旋面の任意の点ｘにおける捩れ角θ
_ｘは、可変螺旋面の端点Ｌにおける捩れ角θに比例する
と共に、点ｘから中立点（原点）迄の距離ｘに比例す
る。この関係は、再掲すれば、次の通りである。 θ_ｘ＝（ｘ／Ｌ）θ （１） 但し、ｘは可変螺旋面の任意の点の水平座標、Ｌは可変
螺旋面の端点の水平座標、θは可変螺旋面の端点におけ
る捩れ角である。可変螺旋面は、端点の捩れ角θが周期
的に増減反転するから、この角θに比例して、任意の点
ｘの捩れ角θ_ｘも周期的に増減反転する。

【００２２】可撓性反射ミラー１０の可変螺旋面に入射
した光ビーム１４は、入射点で反射偏向され、光ビーム
１５となる。光ビーム１５の偏角（垂直面内における偏
角）φ_ｘは、可変螺旋面の捩れ角θが異なるに連れて異
なり、又、同面への入射位置ｘが異なるに連れて異な
る。この関係は、再掲すれば、次の通りである。 φ_ｘ＝２θ_ｘ＝２（ｘ／Ｌ）θ （２） 但し、ｘは可変螺旋面上の光ビーム１５の水平座標、θ
_ｘは可変螺旋面上の点ｘにおける捩れ角、Ｌは可変螺旋
面の一端点の水平座標（＝可変螺旋面の全長の２分の
１）、θは可変螺旋面の端点における捩れ角、φ_ｘは点
ｘにおける光ビーム１５の偏角である。尚、θ_ｘ，θは
何れも、時間ｔの周期関数である。即ち、点ｘからの光
ビーム１５は、可変螺旋面の周期的な捩れ運動に応じ
て、図１（ｂ）の垂直面内において、（２）式に従っ
て、周期的に上下の首振り運動を行う。

【００２３】第１の実施例の全体動作について説明す
る。被読取部材照射手段２中の半導体レーザは、パルス
ドライブされ、デューティ率が約５０％の断続光を発射
する。発射されたレーザ光は、コリメータレンズで集光
され、光ビーム（ビーム状の光線）１３となる。光ビー
ム１３は、先ず、ポリゴンミラー３の、何れか一つのミ
ラー面３１に入射し、反射偏向される。反射光は、光ビ
ーム１４となる。光ビーム１４は、当該ミラー面３１の
回動に連れて、回動する（偏向する）。当該ミラー面３
１が更に回動すると、入射点は、隣接した次のミラー面
３１に乗り移る。以下、同一の動作を繰返す。光ビーム
１４は、図１（ａ）の水平面内において、周期的に、左
右の首振り運動を行う。

【００２４】光ビーム１４は、次いで、可撓性反射ミラ
ー１０の可変螺旋面に到達する。可変螺旋面への入射点
ｘは、一定周期Ｔ_ｈ（２π／ｎω）で、同面の長手方向
（即ち水平方向）に即して、往復運動を行う。光ビーム
１４は、可変螺旋面の点ｘで反射偏向され、光ビーム１
５となる。光ビーム１５の垂直面内における偏角φ
_ｘは、可変螺旋面の捩れ角θが異なるに連れて異なり、
又、同面への入射位置ｘが異なるに連れて異なる。この
関係は、再掲すれば、次の通りである。 φ_ｘ＝２θ_ｘ＝２（ｘ／Ｌ）θ （２） 但し、ｘは可変螺旋面上の光ビーム１５の水平座標、θ
_ｘは可変螺旋面上の点ｘにおける捩れ角、Ｌは可変螺旋
面の一端点の水平座標、θは同螺旋面の端点Ｌにおける
捩れ角、φ_ｘは点ｘにおける光ビーム１５の垂直面内に
おける偏角である。ここでは、ｘ，θ_ｘ，θは何れも、
時間ｔの周期関数である。光ビーム１５は、可変螺旋面
の周期的な捩れ運動に応じて、図１（ｂ）の垂直面内に
おいて、周期的に、上下の首振り運動を行う。

【００２５】約めて言えば、回転するポリゴンミラー３
は、被読取部材５上の光ビーム１５を水平方向に偏位さ
せることに寄与し、可変螺旋面形反射ミラー装置４は、
同光ビームを垂直方向に偏位させることに寄与する。説
明の便のため、被読取部材５の長手方向（水平方向）に
Ｘ軸を取り、短手方向（垂直方向）にＹ軸を取る。被読
取部材５上の光ビーム１５の終点の水平座標Ｘは、可変
螺旋面上の光ビーム１５の始点の１次関数である。即
ち、 Ｘ＝ｃｘ （３−１） ｃ＝（ｚ_１＋ｚ_２）／ｚ_１ （３−２） 但し、ｃは比例定数、ｚ_１は光ビーム１４の長さ、ｚ_２
は光ビーム１５の長さである。

【００２６】被読取部材５上の光ビーム１５の終点（走
査点）の垂直座標Ｙは、前記の関係式（２）、及び（３
−１），（３−２）に基づいて、次の通りとなる。 Ｙ＝ｄθＸ （４−１） ｄ＝２ｚ_１ｚ_２／｛（ｚ_１＋ｚ_２）Ｌ｝ （４−２） ∵ Ｙ＝ｚ_２ｓｉｎφ_ｘ≒ｚ_２φ_ｘ＝ｚ_２・２（ｘ／Ｌ）θ ＝ｚ_２・２（Ｘ／ｃ）（１／Ｌ）θ ＝ｚ_２・２｛Ｘ・ｚ_１／（ｚ_１＋ｚ_２）｝（１／Ｌ）θ ＝｛２ｚ_１ｚ_２／（ｚ_１＋ｚ_２）Ｌ｝θＸ ＝ｄθＸ 但し、ｄは定数、θは可変螺旋面の一端点Ｌにおける捩
れ角、Ｘは被読取部材５上の走査ビームの水平座標、Ｙ
は被読取部材５上の光ビームの終点（走査点）の垂直座
標である。そして、ｚ_１，ｚ_１は光ビーム１４，１５の
長さ、φ_ｘは点ｘにおける光ビーム１５の偏角（ラジア
ン）である。

【００２７】ここでは、Ｘもθも共に時間ｔの周期関数
ではあるが、Ｘの変化に比べて、θの変化が非常に緩慢
であるから、各個の半走査期間の間、θ＝一定、と見な
すことが出来る。半走査期間の間、θ＝一定ならば、式
（４−１）が１本の線分を描画することは、明らかであ
る。結局。式（３−１）及び（４−１）は、互いに非平
行で且離散的な多数の線分の集合（非平行線束）を現出
する、かくして、回転するポリゴンミラー３と、螺旋面
が周期的に変化する可変螺旋面形反射ミラー装置４と
は、協働して、被読取部材５上に非平行線束形の走査パ
ターンを生成する。

【００２８】この出願の発明の第２の実施例について説
明する。先ず、同実施例の全体構成について説明する。
図２の（ａ）は、この出願の発明の第２の実施例の水平
断面を示す図であり、同（ｂ）は、その垂直断面を示す
図である。図２において、４は可変螺旋面形反射ミラー
装置、１０は可撓性反射ミラー、１１は回動反転手段、
５は被読取部材、７は信号処理部であって、第１の実施
例におけるものと同一である。２１は筐体、２２は被読
取部材照明手段、２３はバーコードシンボル、２５は結
像光学系、２６はラインイメージセンサ（一次元受光素
子）である。２８は照明光、２９は反射光、３０は再反
射光である。

【００２９】筺体２１の内部には、被読取部材照明手段
２２、可変螺旋面形反射ミラー装置４、結像光学系２
５、ラインイメージセンサ２６、及び信号処理部７の全
部又は一部を、収納配設する。（例えば、被読取部材照
明手段２２や信号処理部７を第２の筐体の内部に収納す
ることが出来る。）被読取部材照明手段２２は、筐体１
の開口を通して、被読取部材５を照明し得る位置に配設
する。可変螺旋面形反射ミラー装置４は、被読取部材５
からの散乱反射光が、筐体１の開口を通して、入射し得
る位置に配設する。被読取部材照明手段２２からの反射
光の進行方向に、結像光学系２５、ラインイメージセン
サ２６を、この順序で配列する。ラインイメージセンサ
２６の出力端子には、信号処理部７を接続する。

【００３０】次に、第２の実施例の部分構成及び部分動
作について説明する。可変螺旋面形反射ミラー装置４及
び信号処理部７の構成と動作は、第１の実施例における
ものと同一である。被読取部材照明手段２２は、複数個
のＬＥＤ光源が、図２の（ａ）の如く横一線状に、若し
くは横長面状に、配列されたものであって、被読取部材
５を、一様に照明する。ラインイメージセンサ２６は、
ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃ
ｅ）から成り、多数の画素（ピクセル）を含有する。多
数の画素は、順次、電子的に走査される。結像光学系２
５は、絞り若しくはスリットと、結像レンズとを含有す
る。結像レンズは、被読取部材５上の像を、ラインイメ
ージセンサ２６の画素面上に、結像させる。

【００３１】更に、第２の実施例の全体動作について説
明する。被読取部材照明手段２２は、被読取部材５に対
して、照明光２８を供給して、その全表面を一様に照明
する。照明光２８及び外乱光（環境光）は、被読取部材
５の各点において、散乱反射され、散乱反射光２９とな
る。散乱反射光２９は、四方八方に拡散する。被読取部
材５の各点からの散乱反射光のうち、極一部の光束のみ
が可変螺旋面形反射ミラー装置４の可変螺旋面に到達す
る。可変螺旋面で反射してなる再反射光のうち、水平方
向に進行する成分のみが、結像光学系２５内の絞り若し
くはスリットを経て、ラインイメージセンサ２６の各画
素（ピクセル）面に到達する。ラインイメージセンサ２
６の各画素は、電子的に、順次走査され、走査された瞬
間に、変換した電気的信号を出力する。

【００３２】電気的信号（の強弱）に変換された（若し
くはされ得る）光束（以下「有効光束」という。）のみ
を考察の対象とし、他の光束は一切無視するものとすれ
ば、或る瞬間には、或る光路にのみ、有効光束が存在
し、次の瞬間には、隣接する次の光路にのみ、有効光束
が存在することになる。従って、恰も１本の有効光束が
移動しているかの如き観を呈する。従って、各瞬間瞬間
をとって比べてみれば、上記の有効光束は、レーザ走査
形の場合の光ビームと同じである。両者の違いは、光の
向きが互いに逆になっていること位である。

【００３３】故に、ラインイメージセンサ形の場合にお
いても、前述の関係式（３−１），（４−１）が成立す
る。但し、この場合の点（Ｘ，Ｙ）は、上記の有効光束
の始点を表す。式（３−１），（４−１）を満たす点
（Ｘ，Ｙ）の集合は、前述の如く、非平行線束を成す。
かかる非平行線束は、ラインイメージセンサにとって、
可視の領域を成す。その他の諸点は、不可視の領域を成
す。かくして、螺旋面が周期的に変化する可変螺旋面形
反射ミラー装置４と、電子的走査を行うラインイメージ
センサ２６とは、協働して、被読取部材５上に、非平行
線束形の可視域パターンを生成する。

【００３４】この出願の発明の第３、第４の実施例につ
いて説明する。これらの実施例においては、可変螺旋面
形反射ミラー装置４を構成する捩れ変形駆動手段は、一
端に連結した回動反転手段１１と、他端を筐体（１，２
１）の内壁に結合固定する固定手段とで構成する。可変
螺旋面形反射ミラー装置４を構成する可撓性反射ミラー
１０の一端と回動反転手段１１との間、並びに同可撓性
反射ミラー１０の他端と上記固定手段との間には、それ
ぞれブラケットｂ，ｂを挿入することが望ましい。これ
によって、歪みのない可変螺旋面を実現することが出来
る。その他の要素は、第１、第２の実施例のものと同様
である。これらの実施例によれば、図４（ｂ）の如き、
走査パターン、若しくは可視域パターンを生成すること
が出来る。これらの実施例は、他の実施例に比べて、特
段に低コストである。

【００３５】この出願の発明の第５、第６の実施例につ
いて説明する。これらの実施例においては、可変螺旋面
形反射ミラー装置４を構成する捩れ変形駆動手段は、一
端に連結した回動反転手段１１と、他端に連結した捩り
ばね、例えばつる巻ばねとで構成する。可変螺旋面形反
射ミラー装置４を構成する可撓性反射ミラー１０の一端
と回動反転手段１１との間、並びに同可撓性反射ミラー
１０の他端と上記つる巻ばねとの間には、第３、第４実
施例の如く、それぞれブラケットｂ，ｂを挿入すること
が望ましい。その他の要素は、第１、第２の実施例のも
のと同様である。これらの実施例によれば、図４（ｃ）
の如き、走査パターン、若しくは可視域パターンを生成
することが出来る。これらの実施例は、第１、第２の実
施例に比べて、低コストである。

【００３６】

【発明の効果】この出願の発明による光学的情報読取装
置は、以上のように構成したから、被読取部材５上に、
互いに非平行且離散的な多数の線分（非平行線束）に沿
って、光ビームを走査する、走査パターンを生成するこ
とが出来る。被読取部材５に、同部材自体の傾き、或は
同部材上の光学的情報パターンの傾き、或は局部的な汚
れ、傷等によるバー割れ等の欠陥がある場合、唯１本の
走査線しか有しない光学的情報読取装置では、その走査
線が光学的情報パターンから外れたり、汚れや割れ目の
欠陥と合致したりして、光学的情報が読取れなくなる恐
れがあるが、この出願の発明による光学的情報読取装置
は、互いに非平行かつ離散的な多数の走査線若しくは可
視線を生成するから、何本かの走査線若しくは可視線は
光学的情報パターンから外れることがなく、汚れや割れ
目等の欠陥とは合致しないことになるから、何ら支障な
く、その光学的情報を、正しく読取ることができる。従
って、この出願の発明によれば、従来の光学的情報読取
装置に比べて、読取機能を大幅に向上させることが出来
る。しかも、これらの効果を、従来の光学的情報読取装
置に比べて、小型且簡単な構造で、且安価に奏すること
が出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この出願の発明の第１の実施例の水平及び垂直
断面図である。

【図２】この出願の発明の第２の実施例の水平及び垂直
断面図である。

【図３】図１の実施例の要部の拡大斜視図である。

【図４】この出願の発明による走査パターン及び可視域
パターンを示す図である。

【符号の説明】

１ 筐体 ２ 被読取部材照射手段 ３ ポリゴンミラー ３１ ミラー面 ４ 可変螺旋（らせん）面形反射ミラー装置 ５ 被読取部材 ７ 信号処理部 ８ 受光素子 ９ 集光光学系 １０ 可撓性反射ミラー １１ 回動反転手段 １２ モータ １３ 光ビーム １４ 光ビーム １５ 光ビーム ２１ 筐体 ２２ 被読取部材照明手段 ２３ バーコードシンボル ２５ 結像光学系 ２６ ラインイメージセンサ ２８ 照明光 ２９ 散乱反射光 ３０ 再反射光 ｂ ブラケット

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被読取部材（５）を照射するための光ビ
   ームを出射する被読取部材照射手段（２）と、 上記被読取部材照射手段（２）から出射された光ビーム
   を、水平面内において、周期的に反射偏向させるため
   の、回転するポリゴンミラー（３）と、 上記被読取部材（５）から反射した反射光を、所定の位
   置に、集光する集光光学系（９）と、 上記所定の位置に配設され、上記反射光を電気的アナロ
   グ信号に変換する受光素子（８）と、 上記受光素子（８）の出力端子に接続された信号処理部
   （７）と、 これらの要素の全部又は一部を収納する筐体（１）とを
   含有する光学的情報読取装置において、 上記ポリゴンミラー（３）から上記被読取部材（５）に
   至る間の光路上に、 周期的に捩れ角が増減反転する可変螺旋面によって、上
   記ポリゴンミラー（３）で反射偏向されてなる光ビーム
   を、更に垂直面内において、入射点毎に異なる角度で反
   射偏向させる可変螺旋面形反射ミラー装置（４）を配設
   し、 以って、上記被読取部材（５）上に非平行線束形の走査
   パターンを生成する光学的情報読取装置。
2. 【請求項２】 被読取部材（５）を照明する被読取部材
   照明手段（２２）と、 上記被読取部材（５）から反射してなる光像を、所定の
   位置に、結像させる結像光学系（２５）と、 上記所定の位置に配設され、上記光像を電気的アナログ
   信号に変換するラインイメージセンサ（２６）と、 上記ラインイメージセンサ（２６）の出力端子に接続さ
   れた信号処理部（７）と、 これらの要素の全部又は一部を収納する筐体（２１）と
   を含有する光学的情報読取装置において、 上記被読取部材（５）から上記結像光学系（２５）に至
   る間の光路上に、 周期的に捩れ角が増滅反転する可変螺旋面によって、上
   記被読取部材（５）の各点から到来する各光束を、垂直
   面内において、入射点毎に異なる角度で反射偏向させる
   可変螺旋面形反射ミラー装置（４）を配設し、 以って、上記被読取部材（５）上に交差線束形可視域パ
   ターンを生成する光学的情報読取装置。
3. 【請求項３】 前記可変螺旋面形反射ミラー装置（４）
   は、細長形状の可撓性反射ミラー（１０）と、該可撓性
   反射ミラー（１０）に対して、周期的に、螺旋面状の捩
   れ変形を与える捩れ変形駆動手段とからなる請求項１又
   は２記載の光学的情報読取装置。
4. 【請求項４】 前記捩れ変形駆動手段は、前記可撓性反
   射ミラー（１０）の両端部に連結した１対の回動反転手
   段（１１，１１）を含有し、該１対の回動反転手段（１
   １，１１）は、それらの回動軸が、周期的に、互いに逆
   方向に、回動反転する請求項３記載の光学的情報読取装
   置。
5. 【請求項５】 前記捩れ変形駆動手段は、前記可撓性反
   射ミラー（１０）の一端にのみ連結された反転回動手段
   （１１）と、両端又は他端に連結された捩りばねとを含
   有し、上記反転回動手段（１１）は、その回動軸が、周
   期的に、回動反転する請求項３記載の光学的情報読取装
   置。
6. 【請求項６】 前記捩れ変形駆動手段は、前記可撓性反
   射ミラー（１０）の一端にのみ連結された反転回動手段
   （１１）と、他端を固定する固定手段とを含有し、上記
   反転回動手段（１１）は、その回動軸が、周期的に、回
   動反転する請求項３記載の光学的情報読取装置。
7. 【請求項７】 細長形状の可撓性反射ミラー（１０）
   と、該可撓性反射ミラー（１０）に対して、周期的に、
   螺旋面状の捩れ変形を与える捩れ変形駆動手段とからな
   る、光学的情報読取装置用の、可変螺旋面形反射ミラー
   装置。