JPH1139422A

JPH1139422A - バーコードリーダ

Info

Publication number: JPH1139422A
Application number: JP9209887A
Authority: JP
Inventors: Naoki Tanai; 直樹棚井; Toshiki Kita; 俊樹喜多
Original assignee: Keyence Corp
Current assignee: Keyence Corp
Priority date: 1997-07-18
Filing date: 1997-07-18
Publication date: 1999-02-12
Anticipated expiration: 2017-07-18
Also published as: JP3872180B2

Abstract

(57)【要約】【課題】正反射成分が入射するのを極力抑制し得ると
共に、小型化を図り得るバーコードリーダを提供する。【解決手段】光を走査すると共に走査光をバーコード
Ｂに照射する回転多面鏡２０と、バーコードＢで反射さ
れた反射光Ｌ１を集光する棒状の受光レンズ１０とを備
え、受光レンズ１０の光軸１Ｌを含み、かつ、棒状の受
光レンズ１０の長手方向Ｘに沿った光軸面１Ｆに、回転
多面鏡２０の回転中心の軸線２Ｓが、直交ないし略直交
するように配置されたバーコードリーダＢＲに関する。
該バーコードリーダＢＲの被取付面３０に対し、光軸面
１Ｆを一方に傾けて受光レンズ１０を配置すると共に、
該光軸面１Ｆと回転中心の軸線２Ｓとの交差角が垂直に
近づく方向に回転多面鏡２０を傾けて配置する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は構造物などに取り付
けて用いる定置式のバーコードリーダに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、バーコードリーダは小型化の要請
が強い。バーコードリーダには、投光と受光の光路が一
部重なる同軸型と投光と受光の光路が重ならない非同軸
型とがある。該非同軸型のバーコードリーダの一例を図
６（ａ）に示す。

【０００３】図６（ａ）において、レーザ（図示せず）
から出射されたレーザ光Ｌは，ポリゴンミラー（回転多
面鏡）１０１によって反射されると共に走査されて、バ
ーコードＢに照射される。バーコードＢで反射された反
射光Ｌ１は、受光レンズ１０２によって集光されて、Ｐ
Ｄ（ホトダイオード）のような受光素子１０３に入射す
る。かかる非同軸型のバーコードリーダＢＲは、レーザ
からバーコードＢへ向かうレーザ光Ｌの光路と、バーコ
ードＢから受光素子１０３へ向かう反射光Ｌ１の光路と
が異なり、同軸型に比べ、光路に起因するデッドスペー
スが小さいことから、小型化し易いという利点がある。
また、該従来例は、筐体１１０の側壁１１１とポリゴン
ミラー１０１とを平行に配置しているので、部品の配置
がし易く、筐体１１０内のデッドスペースを小さくでき
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、バーコードリ
ーダは、バーコードＢからの正反射光Ｌ１０が受光素子
１０３に入射するのを避け、拡散反射光Ｌ１によってバ
ーコードＢを読み取る。そのため、該従来例ではバーコ
ードリーダＢＲの被取付面（底面）１１２を構造物１２
０に対して斜めに取り付ける必要があるうえ、このよう
に傾斜させている以上、結果的に、設置空間が大きくな
る。

【０００５】また、レーザ光Ｌに対して投光面１０６を
斜めにしないと、レーザ光Ｌの干渉やノイズによってレ
ーザ光Ｌのパワーが不安定になる。ここで、投光面１０
６を斜めにするのは、製作上面倒であるばかりでなく、
バーコードリーダの大型化を招いて、設置空間の効率が
悪くなったりする。

【０００６】一方、図６（ｂ）のように、ミラー１０５
を用いて、バーコードリーダＢＲから斜めにレーザ光Ｌ
が出射されるようにしたバーコードリーダＢＲがある。
この従来例では、バーコードリーダＢＲを斜めに取り付
ける必要がないなどの利点があるものの、ポリゴンミラ
ー１０１の設置空間とは別に、走査したレーザ光Ｌを反
射させる空間が必要になるので、バーコードリーダＢＲ
が大型化する。

【０００７】また、ミラー１０５を設けたので、ミラー
１０５の取付角度を精度良く取り付ける機構が必要であ
り、また、ミラー１０５の固定時に、ミラー１０５を固
定する力によってミラー１０５が歪んだり、あるいは、
取付後にミラー１０５の表面に埃が付着したりするおそ
れがある。すなわち、光学部品が増加した分だけ、バー
コードリーダＢＲの精度や信頼性の低下するおそれがあ
る。

【０００８】本発明は、前記従来の問題に鑑みてなされ
たもので、その主目的は、正反射成分が入射するのを極
力抑制し得ると共に、小型化を図り得るバーコードリー
ダを提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の本発明の構成を、本発明の実施形態を示す図１（ａ）
を用いて説明する。本発明は、棒状の受光レンズ１０の
光軸１Ｌを含み、かつ、受光レンズ１０の長手方向Ｘ
（図５）に沿った平面からなる光軸面１Ｆに、回転多面
鏡２０の回転中心の軸線２Ｓが、直交ないしは略直交す
るように配置されたバーコードリーダに関し、バーコー
ドリーダの筐体３における投受光用の窓３５を有する前
面壁３４に対向する対向壁の裏面３０（以下、「被取付
面３０」という）に対し、光軸面１Ｆを一方に傾けて受
光レンズ１０を配置すると共に、該光軸面１Ｆと回転中
心の軸線２Ｓとの交差角が垂直に近づく方向に回転多面
鏡２０を傾けて配置したことを特徴とする。

【００１０】なお、本発明において、「受光レンズの光
軸」とは、受光レンズの２つの光学表面の曲率中心を結
んだ線をいう。また、「光軸面１Ｆに回転多面鏡２０の
回転中心の軸線２Ｓが直交ないし略直交するように配置
された」としたのは、図６（ｂ）のような配置ではない
ことを明確にするためであり、図１（ａ）の光軸面１Ｆ
と軸線２Ｓとの交差角度が９０°に近いということを要
件としているものではない。「被取付面３０」とは、構
造物等に取り付けることのできる面という意味で、実際
にバーコードリーダが取り付けられているか否かとは無
関係であり、投受光用の窓３５を有する前面壁３４に対
向する対向壁の裏面３０をいう。また、本発明におい
て、「光軸面１Ｆと軸線２Ｓとの交差角が垂直に近づく
方向に前記回転多面鏡２０を傾けて」とは、回転多面鏡
２０と受光レンズ１０とが同じ側（方向）に傾いている
ことを意味する。

【００１１】換言すれば、本発明は、回転多面鏡２０の
回転中心の軸線２Ｓに垂直な面２１と、棒状の受光レン
ズ１０における光軸１Ｌを連ねた光軸面１Ｆとを平行な
いし略平行に配置したバーコードリーダであって、該バ
ーコードリーダの筐体３の側壁３１に対して、前記垂直
な面２１および光軸面１Ｆを同じ方向に傾けて、回転多
面鏡２０および受光レンズ１０を配置したことを特徴と
する。なお、「回転多面鏡２０の前記垂直な面２１と光
軸面１Ｆとを平行ないし略平行に配置した」としたの
は、図６（ｂ）のような配置ではないことを明確にする
ためであり、図１（ａ）の回転多面鏡２０の前記垂直な
面２１と光軸面１Ｆとが平行に近いということを要件と
しているものではない。

【００１２】本発明によれば、被取付面３０を構造物１
２０等に対して傾斜させなくても、正反射光Ｌ１０が受
光レンズ１０に入射するおそれがないので、バーコード
リーダＢＲの設置空間が小さくなる。また、回転多面鏡
２０からの光を別のミラーによって反射させる必要がな
いから、つまり、走査した光Ｌを反射させる空間を設け
る必要がないので、バーコードリーダＢＲが小型にな
る。更に、受光レンズ１０および回転多面鏡２０が同じ
方向に傾いていることで、筐体３内にデッドスペースが
小さくなるので、バーコードリーダＢＲが小型になる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
したがって説明する。図１（ａ）および図２〜図５は第
１実施形態を示す。図２に示すように、バーコードリー
ダは板状のベース（対向壁）３２と蓋３３とで略直方体
のケース（筐体）３を構成しており、前記蓋３３には投
受光窓（投受光用の窓）３５が設けられている。該投受
光窓３５を有する前面壁３４には、前記ベース３２が対
向している。前記ベース３２および蓋３３には、それぞ
れ、バーコードリーダを取り付けるための取付ボルト
（図示せず）を挿通する取付ボルト挿通孔３２ａ，３３
ａが形成されており、したがって、ベース３２の裏面
は、図１（ａ）および図４の被取付面３０を構成してい
る。前記図２のベース３２上には樹脂製の取付部材５を
介して、投光装置２、受光装置１、フレキシブル基板４
４およびプリント基板４１，４２が取り付けられてい
る。

【００１４】図３に示すように、前記取付部材５は、ビ
ス５ａ（図４）によって板状のベース３２に締結される
底板部５０と、該底板部５０から立上る第１ないし第４
取付部５１〜５４とが一体に成形されてなる。第１およ
び第２取付部５１，５２には、係合孔５５が設けられて
おり、該係合孔５５に図２のプリント基板４１，４２が
係合して取り付けられている。第３取付部５３には、受
光装置１を取り付ける第１取付孔５６および第２取付孔
５７が形成されている。第４取付部５４は傾斜面５４ａ
を形成していると共にビス挿通孔５８を有している。該
第４取付部５４の傾斜面５４ａには、図４のポリゴンミ
ラー（回転多面鏡）２０を回転自在に支持する支持板２
２が、前記ビス挿通孔５８に挿通したビス５９によって
第４取付部５４に締結されて固定されている。したがっ
て、支持板２２およびポリゴンミラー２０は、被取付面
３０に対して傾いている。

【００１５】前記フレキシブル基板４４は、取付部材５
の表面から支持板２２の表面（一方の面）２２ａに沿っ
て敷設され、該支持板２２の表面２２ａから裏面（他方
の面）２２ｂにわたって折り返すようにして配設され
て、更に、第４取付部５４の裏側の垂直面５４ｂに沿っ
て配設されている。該フレキシブル基板４４は、取付部
材５の表面においては、ポリゴンミラー２０、受光装置
１およびプリント基板４１，４２と、ベース３２との間
に配設されている。なお、第４取付部５４の垂直面５４
ｂにおけるフレキシブル基板４４の上には、バーコード
リーダの作動状態を示す表示部（ＬＥＤ）６０や、入力
操作を行う入力部６１が設けられている。

【００１６】前記投光装置２は、レーザを内蔵した投光
部２３から出射されたレーザ光を、図２のポリゴンミラ
ー２０の反射面を回転させることにより走査して、走査
したレーザ光をバーコードＢ（図１）に向かって照射す
るものである。なお、前記ポリゴンミラー２０は、図示
しないモータによって回転する。

【００１７】前記受光装置１は、バーコードＢ（図１）
で反射された反射光を、図５（ａ）に示す受光レンズ１
０によって集光し、該受光レンズ１０で集光されたレー
ザ光Ｌ１を受光素子１１が受光して光電変換するもので
ある。図５（ｂ）に示すように、受光装置１は、取付ブ
ラケット１２の上に、基板１３および遮光部材１４が積
み重ねて配置されており、受光レンズ１０の光軸１Ｌ上
にはバンドパスフィルタ１５および受光素子１１が配置
されている。ここで、図５（ａ）に示すように、前記受
光レンズ１０は棒状であり、該受光レンズ１０の光軸１
Ｌを含み、かつ、棒状の受光レンズ１０の長手方向（走
査方向）Ｘに沿った平面を光軸面１Ｆと定義する。な
お、図５（ｂ）の二点鎖線で示すように、受光装置１の
側面は、金属箔からなるシールド１６で覆われていると
共に、遮光部材１４の部分においてはシールド１６が二
重になっている。

【００１８】図５（ａ）に示す受光レンズ１０に一体に
形成した取付ピン１０ａが、図２の第３取付部５３の第
１取付孔５６に嵌合すると共に、図５（ａ）の前記取付
ブラケット１２に形成した取付雌ネジ１２ａが、図２の
第２取付孔５７においてビス５７ａで固定されて、受光
装置１が取付部材５を介してベース３２に固定されてい
る。前記第２取付孔５７は長孔になっており、受光装置
１の取付角度が調節できるようになっている。

【００１９】かかる取付構造によって、図５（ａ）の受
光レンズ１０は、取付ピン１０ａを中心に矢印Ｃ方向に
若干傾けた状態で、図４のポリゴンミラー２０に近接し
た状態で第３取付部５３に固定されている。すなわち、
ポリゴンミラー２０の端面（回転中心の軸線２Ｓに垂直
な面）２１と、受光レンズ１０の光軸面１Ｆとが、平行
ないし略平行で、かつ、本体ケース３の側壁３１に対し
て同じ方向に傾いた状態で、ポリゴンミラー２０および
受光レンズ１０が配置されている。換言すれば、ポリゴ
ンミラー２０の回転中心の軸線２Ｓが光軸面１Ｆに直交
ないし略直交するように、ポリゴンミラー２０および受
光レンズ１０が配置されており、かつ、被取付面３０に
対し、光軸面１Ｆを一方に傾けて受光レンズ１０が配置
されていると共に、前記ポリゴンミラー２０の軸線２Ｓ
と光軸面１Ｆとの交差角が垂直に近づくようにポリゴン
ミラー２０が傾けて配置されている。

【００２０】このように、受光レンズ１０およびポリゴ
ンミラー２０を同じ方向に傾けて配置することにより、
前述のように、バーコードリーダの小型化を図り得ると
共に、バーコードリーダの設置空間を小さくすることが
できる。

【００２１】ここで、受光レンズ１０およびポリゴンミ
ラー２０は、図１（ａ），（ｂ）のように、投受光窓３
５に近づくに従い、受光レンズ１０の光軸面１Ｆとポリ
ゴンミラー２０とが互いに近づくように傾けるのが好ま
しいのであるが、図１（ａ）のように、光軸面１Ｆの傾
きの方がポリゴンミラー２０の傾きよりも大きく設定す
るのが更に好ましい。以下、その理由を光軸１Ｌと正反
射光Ｌ１０とのなす角度Ａを同一に設定した図１
（ａ），（ｂ）を用いて説明する。

【００２２】ポリゴンミラー２０は支持板２２に支持さ
れており、該支持板２２は大きいので、ポリゴンミラー
２０の傾きが大きいとデッドスペースが大きくなる。一
方、受光レンズ１０自体は短く、受光レンズ１０の後方
の受光素子１１は小さいので、受光レンズ１０の傾きを
大きくしても、差程デッドスペースが大きくならない。
したがって、光軸面１Ｆの傾きを、ポリゴンミラー２０
の傾きよりも大きく設定することで、更なる小型化を図
り得る。

【００２３】また、レーザ光Ｌのスポット径によって読
取深度Ｄが決まるとすると、図１（ａ），（ｂ）におい
て読取深度Ｄは一定である。一方、投受光窓３５からバ
ーコードＢまでの距離によって実際の深度Ｄ１，Ｄ２が
決まるので、ポリゴンミラー２０の傾きが小さい程、実
際の読取深度が大きくなる（Ｄ１＞Ｄ２）。

【００２４】また、図１（ａ）のように、前記受光レン
ズ１０を傾けた側に、ポリゴンミラー２０を配置する方
が、バーコードＢの高さの振れ（バーコードＢを読み取
り得る高さの範囲）が小さくなるので、使用者が使い易
くなる。

【００２５】また、本実施形態では、図５（ｂ）のよう
に受光装置１の下部の右側を切欠したような形状とし
て、図５（ｂ）または図４に示すように、受光装置１に
おけるポリゴンミラー２０の反対側を被取付面３０に略
垂直に設定しており、こうすることによって、受光装置
１とプリント基板４２との間のデッドスペースを小さく
することができる。なお、ここにいう「略垂直に設定」
とは、受光装置１のプリント基板４２側の下部１ａを切
欠したような形状にして、受光装置１の下部１ａが受光
レンズ１０の部分に比べてプリント基板４２に向かって
差程突出しないように設定したという意味であり、これ
によって、受光装置１とプリント基板４２との干渉を防
止してバーコードリーダの小型化を図ることができる。

【００２６】また、フレキシブル基板４４を支持板２２
の表面２２ａから裏面２２ｂにわたって折り返すように
配設すると共に、表面２２ａから本体ケース３のベース
３２上に設けた底板部５０の表面に沿って、前記フレキ
シブル基板４４を配設することで、支持板２２の裏側や
ポリゴンミラー２０、受光装置１およびプリント基板４
１，４２の下方の空間を有効に利用できる。したがっ
て、バーコードリーダＢＲの小型化を図り得る。なお、
表示部６０および入力部６１は、フレキシブル基板４４
における第４取付部５４の垂直な垂直面５４ｂに沿った
部分に設けられているので、斜めに傾いていないから、
見易く、かつ、操作し易い。なお、「フレキシブル基
板」とは、たとえば、ポリイミドの薄板に金属導体を印
刷した基板のように折り曲げて用いることのできるプリ
ント配線基板をいう。

【００２７】また、底板部５０を有する樹脂製の取付部
材５を介して、各基板４１，４２，４４を取り付けてい
るので、本体ケース３のベース３２と各基板４１，４
２，４４との絶縁距離（沿面距離）が大きくなるから、
バーコードリーダの小型化が容易になる。なお、１つの
取付部材５に各基板４１，４２，４４、受光装置１およ
び投光装置２を取り付けているので、バーコードリーダ
の組立作業も容易になる。

【００２８】また、本実施形態では、投光部２３と蓋３
３との間に、熱伝導性に優れた伝熱部材６を介挿してお
り、該伝熱部材６を介して投光部２３内のレーザからの
熱を本体ケース３における被取付面３０とは異なる前面
壁３５に逃がしているので、本体ケース３の前面壁３５
から空気中に熱が逃げる。そのため、本体ケース３内に
熱がこもりにくいから、バーコードリーダが小型であっ
ても、放熱性が良い。なお、伝熱部材６としては、金属
粉を含有したゴムや樹脂の弾性部材を用いることができ
る。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
回転多面鏡を傾けて取り付けたので被取付面を構造物な
どに対して傾斜させて取り付けなくても、正反射光が受
光素子に入射するおそれがないから、バーコードリーダ
の設置空間が小さくなる。また、回転多面鏡と受光レン
ズを同じ方向に傾けているので、筐体内のデッドスペー
スが小さくなると共に、回転多面鏡からの光をミラーに
よって反射する必要もないので、走査した光を反射させ
る空間を設ける必要がないから、バーコードリーダが小
型になる。また、回転多面鏡を傾けて設置しているの
で、走査した光が投光窓を斜めに透過するから、レーザ
光の干渉やノイズによってレーザ光のパワーが不安定に
なるおそれもない。さらに、回転多面鏡からの走査光を
ミラーを用いて反射させていないので、該ミラーに起因
してバーコードリーダの精度や信頼性が低下するおそれ
もない。

【００３０】また、受光レンズの光軸面の傾きを、回転
多面鏡の傾きよりも大きくすれば、バーコードリーダの
更なる小型化を図り得るだけでなく、回転多面鏡からの
バーコードに入射する光の光路の傾きが小さくなって、
実際の読取深度も大きくなる。

【００３１】一方、受光レンズを傾けた側に回転多面鏡
を配置すれば、バーコードの高さの振れが小さくなっ
て、使い易くなる。この場合、受光装置における回転多
面鏡とは反対側を被取付面に対して略垂直に近づく形状
に切欠すれば、他の部品とのデッドスペースが小さくな
って、バーコードリーダの更なる小型化を図り得る。

【００３２】また、請求項６のように、フレキシブル基
板を用いれば、該フレキシブル基板を狭い空間に配設す
ることができるので、バーコードリーダの更なる小型化
を図り得る。

【００３３】また、底板部を有する樹脂製の取付部材を
介して支持板、受光レンズおよび配線基板を筐体に固定
すれば、絶縁距離が大きくなるので、バーコードリーダ
の小型化が容易になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は本発明の第１実施形態を示すバーコー
ドリーダの要部の概念図、（ｂ）は第２実施形態を示す
バーコードリーダの要部の概念図である。

【図２】第１実施形態を示すバーコードリーダの拡大概
略分解斜視図である。

【図３】ベースおよび樹脂製の取付部材を示す斜視図で
ある。

【図４】バーコードリーダの拡大断面図である。

【図５】受光装置を示す拡大概略斜視図および断面図で
ある。

【図６】従来のバーコードリーダを示す概念図である。

【符号の説明】

１：受光装置１０：受光レンズ１１：受光素子１Ｌ：光軸１Ｆ：光軸面２：投光装置２０：回転多面鏡２１：端面（垂直な面）２２：支持板２Ｓ：軸線３：筐体３０：被取付面（対向壁の裏面）３１：側壁４１：プリント基板４２：プリント基板４４：フレキシブル基板５：取付部材５０：底板部５１〜５４：取付部Ｂ：バーコードＢＲ：バーコードリーダ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光を走査すると共に走査光をバーコード
に照射する回転多面鏡と、バーコードで反射された反射
光を集光する棒状の受光レンズとを備え、前記受光レンズの光軸を含み、かつ、該棒状の受光レン
ズの長手方向に沿った平面からなる光軸面に、前記回転
多面鏡の回転中心の軸線が、直交ないし略直交するよう
に配置されたバーコードリーダであって、該バーコードリーダの筐体における投受光用の窓を有す
る前面壁に対向する対向壁の裏面に対し、前記光軸面を
一方に傾けて受光レンズを配置すると共に、該光軸面と
前記回転中心の軸線との交差角が垂直に近づく方向に前
記回転多面鏡を傾けて配置したバーコードリーダ。
【請求項２】光を走査すると共に走査光をバーコード
に照射する回転多面鏡と、バーコードで反射された反射
光を集光する棒状の受光レンズとを備え、前記回転多面鏡の回転中心の軸線に垂直な面と、前記受
光レンズの光軸を含み、かつ、該棒状の受光レンズの長
手方向に沿った平面からなる光軸面とを平行ないし略平
行に配置したバーコードリーダであって、該バーコードリーダの筐体の側壁に対して、前記垂直な
面および光軸面を同じ方向に傾けて前記回転多面鏡およ
び受光レンズを配置したバーコードリーダ。
【請求項３】請求項１もしくは２において、前記受光レンズの光軸面の傾きの方が、前記回転多面鏡
の傾きよりも大きく設定されているバーコードリーダ。
【請求項４】請求項１もしくは２において、前記受光レンズの光軸面を傾けた側に、前記回転多面鏡
が配置されているバーコードリーダ。
【請求項５】請求項４において、前記受光レンズからの光を受光して光電変換する受光素
子と前記受光レンズを含む受光装置が、前記回転多面鏡
に近接して配置されていると共に、前記受光装置におけ
る前記回転多面鏡の反対側が、前記筐体における投受光
用の窓を有する前面壁に対向する対向壁の裏面に略垂直
に設定されているバーコードリーダ。
【請求項６】請求項１もしくは２において、前記回転多面鏡を回転自在に支持する支持板の一方の面
から他方の面にわたってフレキシブル基板を折り返すよ
うに配設すると共に、前記支持板の一方の面から筐体の
内面に沿って前記フレキシブル基板を折り曲げて配設し
たバーコードリーダ。
【請求項７】請求項１もしくは２において、バーコードーダの筐体に固定された底板部と該底板部か
ら立上る複数の取付部とを備えた樹脂製の取付部材を設
け、該取付部材の取付部に、前記回転多面鏡を支持する
支持板と、受光レンズと、配線基板とを取り付けたバー
コードリーダ。