JPWO2003019463A1 - 光学的情報読取装置用モジュール - Google Patents

Abstract

モジュール筐体（１０）内に、発光ユニット（２２）、コリメータレンズ（２３）、走査用の振動ミラー（３１）、集光ミラー（４０）、及び受光ユニット（５０）を設けてモジュール化し、そのモジュール筐体（１０）に、その一端面に開口し先端面にアパーチャ（１３ａ）を形成した鏡筒穴（１３ｂ）を設け、その鏡筒穴（１３ｂ）の先端奥部にコリメータレンズ（２３）を接着し、その手前側の圧入部（１３ｃ）に発光ユニット（２２）を圧入してレーザビーム発生部（２０）を構成する。

Description

技術分野
この発明は、光反射率の異なる部分を有するバーコード等の読取対象の情報を光ビームによって走査して光学的に読み取り、その読取対象の情報を示すコードデータを出力する光学的情報処理装置における主要な部品を、共通のモジュール筐体内に組み込んだ光学的情報読取装置用モジュールに関する。
背景技術
光学的情報読取装置として、商品の品名や価格等の情報を示すバーコードを読み取るバーコードリーダが、流通業界や小売業界で広く使用されている。
このバーコードリーダは、ハンド式と定置式に大別され、ハンド式にはさらに、ペン方式、タッチ方式、光ビーム走査方式（レーザ方式）がある。定置式は光ビーム走査方式で複数方向の走査を行えるようにしたものである。
これらのうち、この発明の対象とする光学的情報読取装置は、光ビーム走査方式によるハンド式のバーコードリーダに相当するものである。
この光ビーム走査方式のバーコードリーダは、レーザダイオード（半導体レーザ）等の光源によって発光されるレーザ光をビーム状にして、その光ビームをバーコードに当たるように反射鏡（ミラー）で偏向させ、その反射鏡を回転あるいは振動（揺動）させて、光ビームがバーコードを横切るように走査する。
そして、バーコードからの反射光を集光し、受光センサで受光して電気信号に変換する。その電気信号をＡ／Ｄ変換してコード化し、バーコード読取情報として出力する。
このような従来の光ビーム走査方式の光学的情報読取装置に使用されている光ビーム走査機構としては、ポリゴンミラーと回転駆動モータを使用したものや、単面ミラーとガルバノモータとを使用したものが一般的である。
しかし、これらの光ビーム走査機構は、ポリゴンミラーと回転駆動モータ、あるいは単面ミラーとガルバノモータとが別体となっていて、それらが回転軸によって直接あるいは減速機構を介して連結されているため、その高さ方向（回転軸方向）およびそれに直交する方向の寸法を縮小することが困難であった。
そこで、このような従来の光ビーム走査機構の欠点を解消するために、本発明者らは、反射ミラーと可動磁石と回転軸とを一体化することによって小型化した振動ミラー走査装置を提供した（特開平７−２６１１０９号公報および特開平８−１２９６００号公報参照）。
しかるに、その後の市場においては、このような光学的情報読取装置の更なる利便性の向上と、更なる使途の拡大と新たな使用形態を創造するために、同装置の核心部をなす振動ミラー走査部をより小型化、薄型化、及び軽量化することが要求されている。そのため、本発明者らは、さらに前記小型化、薄型化、及び軽量化を意図し、且つ光ビームの走査周波数及び最大走査角度の更なる向上の必要性、並びに同ビームの走査特性及び温度特性の補正制御の必要性に対応した振動ミラー形走査装置を開発して、市場に提供している（特開平１１−２１３０８６号公報参照）。
また、上記市場の要求である光学的情報読取装置の小型化、薄型化、及び軽量化に関する技術として、モールドされた樹脂部材にレーザダイオードと光検出器および各種光学素子等を位置決め収容してアッセンブリ化あるいはモジュール化したものとして、光スキャナ用ワンピース光学アッセンブリ（特開平１１−３２６８０５号公報参照）、あるいは電気光学式の再帰反射走査モジュール（特開２０００−２９８２４２号公報参照）等が提供されている。
一方、光ビーム走査方式の光学的情報読取装置においては、レーザダイオードを光源とする発光ユニットと、そのレーザダイオードが発光するレーザ光を平行光束にするためのコリメータレンズと、それを細いビームにして射出させるためのアパーチャを設けた部材とを、光軸を一致させて鏡筒内に位置決め固定する必要がある。
コリメータレンズの大きさ（例えば直径）は一定ではなく、多少の誤差が存在するので、全てのコリメータレンズが嵌るように、鏡筒の内径に若干の余裕を持たせる必要がある。また、発光ユニット内のレーザダイオードの位置精度の誤差もわずかではあるが存在する。これら誤差を補正するために光軸を補正する手段が必要である。
そのため、従来のレーザビーム発生部の構造としては、例えば第３１図に示すような構造がとられていた。すなわち、発光ユニット１０２に光軸調整用フランジ１０３を接着し、その発光ユニット１０２を、図示を省略した筐体に設けた鏡筒１０１にその一方の端面側から発光部１０２ａを挿入し、光軸調整用フランジ１０３をネジ１０４によって鏡筒１０１に固定する。また、他方の端面側からＯリング１０５とコリメータレンズ１０６を鏡筒１０１内へ挿入し、中心にアパーチャ１０８を形成したアパーチャリング１０７をねじ込んで、鏡筒１０１内のフランジ部１０１ａとの間にＯリング１０５で予圧を与えてコリメータレンズ１０６を挟持して固定する。
その際、発光ユニット１０２の発光点がコリメータレンズ１０６のフォーカス点より僅かに遠い位置となるように、アパーチャリング１０７のねじ込み量を調整する。また、コリメータレンズ１０６と発光ユニット１０２の光軸を一致させるように、光軸調整用フランジ１０３とネジ１０４による発光ユニット１０２の径方向の取付位置を調整する。そのために、光軸調整用フランジ１０３のネジ挿入孔１０３ａの内径をネジ１０４の外径より大きくして、発光ユニット１０２の径方向の取付位置を微調整可能にしている。
しかしながら、レーザビーム発生部における発光ユニットとコリメータレンズの取り付け要求精度は極めて高く、従来のこの種の取付構造では、光軸合わせ及び焦点合わせの要求精度を得るのは難しい。しかも、第３１図に示したように、発光ユニット１０２の背部にレーザの光軸を調整するための光軸調整用フランジ１０３を接着し、それを鏡筒１０１の端面にねじ止めするため、必然的に部品点数が多くなり、しかもねじ止めする部分が大きな容積を占め、小型化および低価格化の障害になっていた。
そこで、レーザビーム発生部の小型化と部品点数の削減のために、光軸調整機能を省略したものもある。しかし、そのため光軸のバラツキが大きくなり、スキャン方向に対してバラツキが±４°程度生じてしまっていた。
また、バーコード記号の読取精度の向上を計ると、誤った情報まで読み取ってしまう恐れがある。バーコード記号の印刷むらやバーコード信号のスペースに飛び散ったインク、かすれてしまった黒バーなども同様に存在し得るものである。また、レーザ光がバーコード紙面で起すスペックルパターン（レーザビームを照射したときに起る砂目状のちらつき）による光ノイズも発生する。それらは肉眼では認識できないわずかなものであっても、読取精度が向上すると信号として拾ってしまうという問題がある。
このような光ノイズは、レーザビームによる走査方式の光学情報読取装置においては避け難いが、極力その影響を少なくすることが望ましい。
また、近年の光学情報読取装置用モジュールでは、バーコードからの反射光を受光センサによって検出した電気信号を処理したり、モジュール内の各部の制御を行うのにＬＳＩ（大規模集積回路）を用いるようになっている。
通常、このＬＳＩは、モジュール本体の上または横に取り付けられる回路基板上に搭載されている。
ところが、光学情報読取装置の使用環境によっては、各種の電子機器が使用されていることも多く、上記ＬＳＩがそれらによって発生される電磁波ノイズの影響を受ける深刻な問題がある。さらに、携帯電話が多く普及し、単に電話機能としてだけではなく、情報端末として使用されるようになってきたため、作業場に複数台あることもめずらしくなくなっており、それによって発生される電磁波ノイズの影響も考慮する必要がある。
そこで、それらノイズを避けるため、従来はモジュール本体の上または横に搭載したＬＳＩを金属板で覆ってシールドしている。
しかしながら、そのためにＬＳＩの厚み分に加えて金属板の分だけモジュールがかさばってしまい、小型化の妨げの一つとなっていた。しかも、金属板が必要になるだけ部品点数が増え、且つその取付工数も増加していた。
この発明は、光ビーム走査方式の光学的情報読取装置の主要部をモジュール化すると共に、発光ユニット及びコリメータレンズ取付部の構造を単純化し、しかも高精度な読み取りを行えるようにし、光学的情報読取装置の小型化及び低価格化を計ることを目的とする。また、経時変化や上述した光ノイズや電磁波ノイズの影響もほとんど無くして、長期に亘って高精度な情報読取を可能にすることも目的とする。
発明の開示
この発明は上記の目的を達成するため、モジュール筐体内に、少なくともレーザダイオードを光源とする発光ユニット、コリメータレンズ、走査用の振動ミラー、集光ミラー又は集光レンズ、及び受光ユニットを設けてモジュール化した光学的情報読取装置用モジュールを、次のように構成したことを特徴とする。
すなわち、モジュール筐体に、その一端面に開口を有し先端面にアパーチャを形成してその開口と先端面との間に上記発光ユニットが圧入される圧入部を有する鏡筒穴を設け、その鏡筒穴の先端奥部に上記コリメータレンズを接着し、その手前側の上記圧入部に上記発光ユニットを圧入してレーザビーム発生部を構成する。
その鏡筒穴は、上記圧入部の内周面をそこに圧入される発光ユニットの外径とほぼ同じ内径の円筒面とし、上記開口近傍の内周面をその開口に向って内径が漸増するテーパ面にするとよい。
そして、上記発光ユニットを、内蔵するレーザダイオードの発光点が上記コリメータレンズのフォーカス点より僅かに遠い位置に位置決めするのが望ましい。
また、上記発光ユニットと振動ミラーとの間に、複数のシリンドリカルレンズ片が一体的に接合されたシリンドリカルレンズ組立体を設け、その複数のシリンドリカルレンズ片は、それぞれ一方の面が同じ曲率でセンタ位置が異なる円筒状凹面をなし、他方の面が光軸に直交する平面であるものとし、その複数のシリンドリカルレンズ片のいずれかを選択して上記発光ユニットが発生するレーザビームの通過位置に介挿させることにより、そのレーザビームの光軸を調整し得るようにするとよい。
あるいはまた、上記シリンドリカルレンズ組立体を形成する複数のシリンドリカルレンズ片を、それぞれ一方の面が同じ曲率でセンタ位置も同じ円筒状凹面をなし、他方の面がそれぞれ光軸に直交する方向に対して前記円筒状凹面の湾曲方向に異なる角度で傾斜する平面であるものにしても、そのシリンドリカルレンズ片のいずれかを選択して上記発光ユニットが発生するレーザビームの通過位置に介挿させることにより、そのレーザビームの光軸を調整し得る。
これらの光学的情報読取装置用モジュールにおいて、上記シリンドリカルレンズ組立体を形成する複数のシリンドリカルレンズ片を４枚以上の三角形のシリンドリカルレンズ片とし、その各シリンドリカルレンズ片を２辺が互いに隣り合うように接合して１枚の多角形のシリンドリカルレンズ組立体を形成することができる。
また、上記複数のシリンドリカルレンズ片を４枚の正方形のシリンドリカルレンズ片とし、その各シリンドリカルレンズ片の直交する２辺が互いに隣り合うように接合して１枚の正方形のシリンドリカルレンズ組立体を形成してもよい。
あるいは、上記複数のシリンドリカルレンズ片をそれぞれ円形のシリンドリカルレンズ片とし、その各シリンドリカルレンズ片を支持部材によって一平面上に接合保持して１枚のシリンドリカルレンズ組立体を形成することもできる。
さらに、上記モジュール筐体を金属製にしてＬＳＩ収納用凹部を形成し、そのモジュール筐体の開放された面に、ＬＳＩを搭載して信号処理および制御用の回路を構成する回路基板を、そのＬＳＩを上記ＬＳＩ収納用凹部に収納させて取り付ければ、ＬＳＩをシールドして電磁波ノイズの影響を防ぐことができる。
上記の各構成を組み合わせて実施することにより、一層望ましい光学的情報読取用モジュールを提供することができる。
発明を実施するための最良の形態
以下、この発明による光学的情報読取装置用モジュールの実施形態を図面を参照して具体的に説明する。
第１図はその光学的情報読取装置用モジュール内の回路基板を除く各部品の配置を示す平面図であり、モジュール筐体はその輪郭のみを仮想線で示している。第２図はその正面図であり、モジュール筐体は長手方向の断面で示している。第３図はモジュール筐体のみの外観を示す斜視図、第４図は第３図のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図を、そのモジュール筐体の上面に回路基板を取り付けた状態で示す断面図である。
この光学的情報読取装置用モジュール（以下単に「モジュール」という）１は、第１図及び第２図に示すように、モジュール筐体１０と、その中に組み込まれたレーザビーム発生部２０、振動ミラー駆動装置３０、凹面状の集光ミラー４０、受光ユニット５０、およひ光軸補正用のシリンドリカルレンズ組立体（以下「ＣＲレンズ組立体」と略称する）６０と、モジュール筐体１０の上面に取り付けられる回路基板７０とから構成されている。
モジュール筐体１０は、ＺＤＣ２と呼ばれる亜鉛合金によってダイキャスト製法で形成されており、全体の外形として縦（Ｄ）１４ｍｍ、横（Ｗ）２８ｍｍ、高さ（Ｈ）８ｍｍの大きさを有する。亜鉛合金に代えて、アルミニウム又はアルミニウム合金あるいはマグネシウム合金を用いてもよい。なお、このような金属で形成するのは、充分な精度と強度が得られることと、後述するＬＳＩに対するシールド効果を得るためである。シールド効果を別に考慮する場合には、強化プラスチックなどの樹脂で形成してもよい。
そして、この例では第３図に示すように、底面部１１とその周囲を囲む側壁部１２と、レーザビーム発生部収納部１３、ＬＳＩ収納用凹部１４、レンズ・ミラー取付部１５、振動ミラー駆動装置取付部１６、受光ユニット取付部１７等を形成している。振動ミラー駆動装置取付部１６の底面部１１上には、ボス１８が形成されており、そこに振動ミラーの支持軸３４が植設される。側壁部１２の振動ミラー駆動装置取付部１６に対応する前面は開放されレーザビーム射出入用の開口部１９を形成している。レーザビーム発生部収納部１３の内側面には、レーザビームを射出するアパーチャ１３ａが形成されている。
レーザビーム発生部２０は、レーザダイオード２１を含む発光ユニット２２とコリメータレンズ２３とＯリング２４から構成され、これらがモジュール筐体１０のレーザビーム発生部収納部１３に、第２図に示すように形成された鏡筒穴１３ｂ内に固定されている。この取付構造の詳細およびその取付方法については後述する。発光ユニット２２には、後方に３本の端子２２ａを突出させている（図では２本が重なっているため２本しかないように見える）。
振動ミラー駆動装置３０は、第１図に示すように、レーザビーム走査用の金属、樹脂又はガラス製の振動ミラー３１と、それを前面部に固着した樹脂製の振動ミラー保持部材３２と、その振動ミラー保持部材３２の背面側に固着された可動磁石（永久磁石）３３と、振動ミラー保持部材３２を回動可能に支持するピン状の支持軸３４と、可動磁石３３に対向して間隔を置いて平行に配置されたコイルユニット３５とから構成されている。そのコイルユニット３５は、コイル３６をその巻回方向に垂直な方向にヨーク３７が貫通している。
これらが、モジュール筐体１０の振動ミラー駆動装置取付部１６に取付られている。そして、可動磁石３３とコイルユニット３５の作用によって、振動ミラー保持部材３２及びそれに固着された振動ミラー３１を矢印Ａ，Ｂで示すようにシーソ式に振動させる。その構成および作用の詳細は後述する。
モジュール筐体１０のレンズ・ミラー取付部１５には、レーザビーム発生部収納部１３のアパーチャ１３ａが形成された面の外側にＣＲレンズ組立体６０が固着され、それと間隔を置いて、振動ミラー３１および受光ユニット５０と対向するように傾斜して、凹面状の集光ミラー４０が固着されている。その集光ミラー４０の中央部にはレーザビームを通過させるための方形の透孔４１が形成されている。光軸補正用のＣＲレンズ組立体６０の構成及びその作用の詳細は後述する。
受光ユニット５０は、フォトダイオード等の受光素子５１を有し、モジュール筐体１０の受光ユニット取付部１７に装着され、その２本の端子５２は回路基板７０に接続される。
このように構成されたモジュール１の機能を主として第１図を用いて説明する。
レーザビーム発生部２０は、発光ユニット２２内の光源であるレーザダイオードの発光によってレーザ光線を発生し、それをコリメータレンズ２３によって平行光束にし、アパーチャ１３ａを通して実線で示すレーザビームＬ１となって射出される。
そのレーザビームＬ１は、ＣＲレンズ組立体６０によって光軸のずれが補正されるとともに縦方向に延びた楕円光束となり、集光ミラー４０の透孔４１を通って振動ミラー３１に達し、９０°を中心として、振動ミラー３１の振動により所定の角度範囲で反射され、開口部１９から外部へ射出する。そのレーザビームは図示しないバーコード記号を照射する。
バーコード記号は、周知の通り規格によって定められた所定の幅を有する複数の黒と白の縦縞を成している。それらを黒バー及びスペースと称する。その黒バー及びスペースによって反射率の異なる光が反射される。
バーコード記号から反射した光線Ｌ２は、再び開口部１９を通って振動ミラー３１に入射して反射される。その反射光は集光ミラー４０によって集光される。このとき、振動ミラー３１がコイルユニット３５と可動磁石３３との間に生ずる磁力によって振動するので、バーコード記号からの広範囲にわたる反射光を入射して集光ミラー４０に送ることができる。そして、この集光ミラー４０によって集光された光は、全て受光ユニット５０の受光素子５１に送られる（その光線の軌跡を破線で示す）。
受光ユニット５０は、受光素子５１が受光する光の強度に応じた電気信号を出力し、その電気信号を端子５２を通して回路基板７０へ送る。そこでＡ／Ｄ変換された後、デジタル信号処理され、バーコード記号を読み取ったデータを得ることができる。
回路基板７０には、図示しない所要の配線パターンが形成されると共に、第４図に示すように各種のチップ状電子部品７３が取り付けられ、裏面側に信号処理や制御の中心的な機能を果たすＬＳＩ７１が搭載されている。
そして、この回路基板７０がモジュール筐体１０の上面に複数本のネジ７４によって取り付け固着され、このモジュールの上蓋も兼ねる。このとき、ＬＳＩ７１がモジュール筐体１０のＬＳＩ収納用凹部１４に収納され、外部に突出しない。しかも、金属製のモジュール筐体１０の凹部１４に収納されることにより、ＬＳＩ７１は外周の少なくとも４面が金属面によって囲まれ、望ましいシールドがなされるため、他の電子機器や携帯電話等が発生する電磁波ノイズの影響を防ぐことができる。この効果については後で詳述する。
この光学的情報読取装置用モジュール１を、電源部等と共に図示しないケース内に組み込めば、容易に小型のハンド式バーコードリーダ等の光学的情報読取装置を完成することができる。
次に、この実施形態によるレーザビーム発生部２０における発光ユニット２２及びコリメータレンズ２３の取付構造及びその取り付け方法について、第５図及び第６図を参照して説明する。
第５図はモジュール筐体に設けられた鏡筒穴に冶具を用いて発光ユニットを圧入する状態を示す断面図、第６図はその鏡筒穴への発光ユニット及びコリメータレンズの装着が完了した状態を示す拡大断面図である。
第５図に示す圧入用冶具８０は、力学的圧力によって部材を圧入することのできる装置である。この圧入用冶具８０は、第１の固定部材８１および第２の固定部材８２と、圧力シャフト８３と、押圧部材８５をボルト８６で一体に固着したハンドル８４等からなる。
第１の固定部材８１には、モジュール筐体１０を挿入して保持できるモジュール設置用凹部８１ａが形成されている。第２の固定部材８２の中心部にはシャフトガイド孔８２ａが形成されており、そこに圧力シャフト８３が軸方向に移動可能に挿入されている。その周囲は雌ネジ穴８２ｂになっている。押圧部材８５の外周には雄ネジ８５ｂが形成されており、第２の固定部材８２の雌ネジ穴８２ｂにねじ込めるようになっている。
この第１の固定部材８１と第２の固定部材８２が複数のボルト８７によって一体的に固着される。
一方、モジュール筐体１０のレーザビーム発生部収納部１３には、第６図に示すように、発光ユニット２２およびコリメータレンズ２３を収納すべき鏡筒穴１３ｂが形成されている。
その鏡筒穴１３ｂは、モジュール筐体１０の一端面に開口を有し、先端面にアパーチャ１３ａを形成しており、その開口と先端面との間に発光ユニット２２が圧入される圧入部１３ｃを有する。その圧入部１３ｃの内周面はそこに圧入される発光ユニット２２の外径より僅かに小さい内径の円筒面であり、鏡筒穴１３ｂの開口近傍には、内周面が開口に向ってその内径が漸増するテーパ状の圧入ガイド部１３ｅを形成している。
この鏡筒穴１３ｂの圧入部１３ｃを、手前側の内径を若干大きくして奥側に向かって僅かに内径が小さくなるように、数ミクロンの微小に傾斜したテーパ面に形成することによって、発光ユニット２２の圧入を容易にすることもできる。
この鏡筒穴１３ｂの先端奥部の段部１３ｄにコリメータレンズ２３をＵＶ接着剤で封入接着する。その後、防塵用Ｏリング２４と共に発光ユニット２２をテーパ状の圧入ガイド部１３ｅに軽く挿入する。
この状態のモジュール筐体１０を、第５図に示すように圧入用冶具８０の第１の固定部材８１のモジュール設置用凹部８１ａに挿入して支持させた後、圧力シャフト８３の先端部を発光ユニット２２の後端面に当接させ、ハンドル８４を把持して押圧部材８５を第２の固定部材８２にねじ込む。なお、第５図では図示の都合上コリメータレンズ２３は図示を省略している。
ハンドル８４を回転していくと、圧力シャフト８３が押圧部材８５に押されて第５図で左方へ移動し、その先端部が発光ユニット２２の後端面を押圧して、発光ユニット２２を鏡筒穴１３ｂの奥側へ圧入していく。圧力シャフト８３は中空の筒状になっているので、このとき発光ユニット２２後端面から突出している端子２２ａをその中空内に逃がし、リード線を接続して外部から発光ユニット２２内のレーザダイオード２１に給電して発光させることができる。
このときはまだ、モジュール筐体１０に振動ミラー３１を装着していないので、焦点調節用ミラー８を挿入してコリメータレンズ２３及びアパーチャ１３ａを通して射出されるレーザビームＬ１を反射させて外部へ導き、レーザビーム測定器（図示せず）を用いて、そのレーザビームＬ１の直径を精密に測定しながら、発光ユニット２２を、内蔵するレーザダイオードの発光点がコリメータレンズ２３のフォーカス点より僅かに遠い位置に達したところで位置決めし、ハンドル８４の操作を停止する。この時点で発光ユニット２２の装着が完了する。このときレーザダイオードから発射されてコリメータレンズ２３を通過したレーザビームは、並行光束より若干収束するプロファイルとなる。焦点調節用ミラー８は、調整終了後に取り外す。
この状態で、防塵用Ｏリング２４が発光ユニット２２の段部と鏡筒穴１３ｂのテーパ状内壁面とに挟まれて若干圧縮され、コリメータレンズ２３側の空間を密閉し、ゴミの侵入を防ぐ。
レーザビーム発生部２０における発光ユニット２２とコリメータレンズ２３の取付構造及びその取り付け方法を上述のようにしたことにより、従来よりも使用する部品点数が大幅に減り、ねじ止めのためのスペースも不要になるので、光学的情報読取装置のコストダウンと小型化に大いに貢献する。
具体的には、第２５図に示した従来の構造では部品６点及びネジ２本を使用していたのが、この発明によれば、第６図に示すようにモジュール筐体１０のレーザビーム発生部収納部１３も含めて部品４点で構成することが可能になった。
次に、第１図に示した光軸調整用のＣＲレンズ組立体６０について、第７図〜第１９図を参照して詳細に説明する。
第１図に示したレーザビーム発生部２０で使用するコリメータレンズ２３の直径は、製造過程において最大のものから最小のものまで０．０２ｍｍ程度の差がある。これらレンズをモジュール筐体１０の鏡筒穴１３ｂに嵌め込むには、コリメータレンズ２３とモジュール筐体１０との間にクリアランスを設ける必要がある。そのクリアランスを設けた結果、コリメータレンズ２３の光軸ずれが０．０２０５ｍｍ程度存在することになる。また、発光ユニット２２のレーザダイオードの発光点の位置精度は通常±０．０８０ｍｍである。したがって、レーザビーム発生部２０における光軸の傾きの最大角度は、次式によって求められる。
Ｔａｎ^−１［（０．０２０５＋０．０８＋０．００５）／２．４］＝２．５１７°
なお、この式において、「０．００５」は、鏡筒穴１３ｂにおけるコリメータレンズの嵌め合い部と発光ユニットの圧入部１３ｃとの芯ずれ量（±０．００５ｍｍ）であり、「２．４」はガラスモールドによるコリメータレンズの焦点距離（ｍｍ）である。
また、振動ミラー駆動装置３０において、振動ミラー保持部材３２が嵌る支持軸３４の傾きによる軸ずれが０．４°、振動ミラー３１の張り付け最大傾きによる軸ずれが０．４°のとき、振動ミラー駆動装置３０での光軸の傾きは、
０．４＋０．４＝０．８°
となる。したがって、全体での光軸の傾きの最大は、３．３１７°となる。
この傾きを補正し、光軸を直行させてモジュール筐体１０から射出させるのが望ましい。この実施形態では、ＣＲレンズ組立体６０を用いて光軸補正を行うようにしている。また、ＣＲレンズ組立体６０の凹曲面を利用して、レーザビーム発生部２０で発生される円形のレーザビームを縦長の楕円ビームとして射出する。
第７図は第１図に示したＣＲレンズ組立体６０の正面図、第８図は第７図のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿う断面図である。
このＣＲレンズ組立体６０は、複数のシリンドリカルレンズ片（以下「ＣＲレンズ片」と略称する）が一体的に接合されて、１枚のＣＲレンズ組立体６０を形成している。第７図に示す例では、４枚の直角三角形のＣＲレンズ片３ａ、３ｂ、３ｃ及び３ｄを、それぞれ２辺が隣り合うように接合して１枚の正方形のＣＲレンズ組立体を形成している。
その４枚のＣＲレンズ片３ａ、３ｂ、３ｃ及び３ｄは、それぞれ一方の面６０ａ（第８図で右側の面）が同じ曲率で第７図に示すようにセンタ位置が異なる円筒状凹面（アール面：Ｒ面）をなし、他方の面６０ｂ（第８図で左側の面）は光軸（第８図の例では機械軸６１と一致している）に直交する平面である。
そして、これらのＣＲレンズ片３ａ、３ｂ、３ｃ及び３ｄは、いずれも一個のシリンドリカルレンズから切り取って作ることができる。あるいは、同じ曲率のＲ面を有するシリンドリカルレンズから切り取るようにすれば、必ずしも１個の同じシリンドリカルレンズから切り取らなくてもよい。
ＣＲレンズ片３ａは、第７図に示すＣＲレンズ組立体６０の中心を通る機械軸６１からのＲ面のセンタ位置のオフセットはゼロであり、そのＣＲレンズ片３ａのセンタ位置はＣＲレンズ組立体６０の中心を含む位置、すなわちＣＲレンズ組立体６０の中心とＣＲレンズ片３ａの接合しない外側の辺の中点とを結ぶ線上の位置となる。他のＣＲレンズ片３ｂ、３ｃ及び３ｄは、各Ｒ面のセンタ位置が上述と同様なＣＲレンズ組立体６０の中心を含む位置から外側の辺の延びる方向へ１．２８ｍｍづつずれるように、同じリンドリカルＲレンズから切り取っている。つまり、第７図に示すように、ＣＲレンズ片３ｂが１．２８ｍｍ、同３ｃが２．５６ｍｍ、同３ｄが３．８４ｍｍだけ、その各センタ位置がＣＲレンズ組立体６０の中心を通る機械軸６１からそれぞれ各ＣＲレンズ片の外側の辺の延びる方向へズレている。
そして、このＣＲレンズ組立体６０を形成する各ＣＲレンズ片３ａ、３ｂ、３ｃ及び３ｄの機械軸中心でのＲ面の厚みは各々１．０ｍｍである。
ここで、１個のＣＲレンズをレーザビームが通過する場合の様子を第９図に示す。ＣＲレンズ４の一方の面（表側の面）４ａの円筒状凹面（Ｒ面）により、円形のレーザビームＬａが縦長楕円形のレーザビームＬｂに変形することが理解される。したがって、ＣＲレンズ組立体６０を構成するどのＣＲレンズ片を円形のレーザビームが通過しても、その各ＣＲレンズ片のＲ面の湾曲方向が縦方向であれば、縦長楕円形のレーザビームとなる。
ＣＲレンズ組立体６０は、モジュール１の組立時に調節を行ってから装着する。理想的には発光ユニット２２からのレーザビームは光軸に対して水平に発射される。しかし、前述したように微妙なバラツキがあり、それは個々によって異なるものである。
そこで、このＣＲレンズ組立体６０を発光ユニット２２のアパーチャ１３ａと振動ミラー３１との間でなるべくアパーチャ１３ａに近い位置に設置し、機械軸６１を中心に９０°ずつ回転させて、それぞれＲ面のセンタ位置が異なる４枚のＣＲレンズ片３ａ、３ｂ、３ｃ及び３ｄを順次レーザビーム通過位置に選択的に介挿ささせ、光線のバラツキが最小になるＣＲレンズ片を選択して調整を行う。ＣＲレンズ片３ａを選択したときは光軸調整はされず、ＣＲレンズ片３ｂ、３ｃ、３ｄを選択したときは、この例では光軸がそれぞれ１°，２°，３°調整される。この調整は、組立時に１度設定すればそれ以降は行う必要はない。
第１０図は、そのＣＲレンズ組立体６０を４枚のＣＲレンズ片３ａ、３ｂ、３ｃ及び３ｄのＲ面がレーザビームの照射方向を向くように配置して、そのＣＲレンズ片３ａ、３ｂ、３ｃ及び３ｄのいずれかを選択してレーザビームの光軸調整を行う場合の模式図である。そこで、ＣＲレンズ片３ａをレーザビーム通過位置に選択したときにそのＲ面のセンタ位置が光軸５上にあるようにすると、光軸５の方向は水平なまま変化せず（傾きは０°）、ＣＲレンズ片３ｂ、３ｃ、３ｄをレーザビーム通過位置に順次選択したときは、その各Ｒ面のセンタ位置がそれぞれ光軸５より上方に第７図に示した距離だけずれるため、水平な光軸５がそれぞれ１°，２°，３°上方へ傾き、ＣＲレンズ組立体６０から所定の距離におけるスポット光の位置がＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄのように変化する。そして、いずれの場合も縦長楕円形のレーザビームになる。
この場合、レーザビームが水平な光軸５より下方（矢示Ａ方向）に曲がるのを、ＣＲレンズ片３ｂ、３ｃ、３ｄのいずれかを選択することによって修正し、その射出方向を水平な光軸５とほぼ一致させることができる。
第１１図は、そのＣＲレンズ組立体６０の表裏を反転させて、各ＣＲレンズ片３ａ，３ｂ、３ｃ、３ｄのＲ面が光源の方向を向くように配置して、そのＣＲレンズ片３ａ、３ｂ、３ｃ及び３ｄのいずれかを選択してレーザビームの光軸調整を行う場合の模式図である。この場合の各ＣＲレンズ片の境界線を、第１０図の場合と区別するために便宜上破線で示している。
この場合も、ＣＲレンズ片３ａをレーザビーム通過位置に選択したときにそのＲ面のセンタ位置が光軸５上にあるため、光軸５の方向は水平なまま変化せず（傾きは０°）、この状態でＣＲレンズ片３ｂ、３ｃ、３ｄをレーザビーム通過位置に順次選択したときは、その各Ｒ面のセンタ位置がそれぞれ光軸５より下方に第７図に示した距離だけずれるため、水平な光軸５がそれぞれ１°，２°，３°下方へ傾き、ＣＲレンズ組立体６０から所定の距離におけるスポット光の位置が−Ｂ，−Ｃ，−Ｄのように変化する。そして、いずれの場合も縦長楕円形のレーザビームになる。
この場合、レーザビームが水平な光軸５より上方（矢示Ｂ方向）に曲がるのを、ＣＲレンズ片３ｂ、３ｃ、３ｄのいずれかを選択することによって修正し、その射出方向を水平な光軸５とほぼ一致させることができる。
第１２図は、この７種の調整状態の選択が可能なＣＲレンズ組立体による各選択状態を模式的に示す図である。下段にＣＲレンズ組立体６０を第１０図と同様に各ＣＲレンズ片３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄのＲ面を形成した一方の面（表面）がレーザビームの照射方向を向くように配置した場合の各ＣＲレンズ片３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄの選択状態をその符号で示している。また、上段にはＣＲレンズ組立体６０を第１１図と同様に各ＣＲレンズ片３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄの平面を形成した他方の面（裏面）がレーザビームの照射方向を向くように配置した場合のＣＲレンズ片３ｂ、３ｃ、３ｄの選択状態をその符号で示している。ＣＲレンズ片３ａは表裏を反転させてもＲ面のセンタ位置が変らないので上段には記載していない。
なお、上段のＣＲレンズ組立体におけるＣＲレンズ片３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄの境界線を、下段の場合と区別するために便宜上破線で示している。そして、上段の上側には、各ＣＲレンズ片の選択時における光軸の傾き調整角度の数値例を表示している。しかし、下段の選択状態と上段の選択状態では、同じＣＲレンズ片を選択した場合でもその光軸の傾き調整方向が反対になることは、前述したとおりである。
次に、実際にレーザビーム発生部２０から出射されるレーザビームの光軸調整例を第１３図によって説明する。
第１３図に示す矢印Ｆ１は、発光ユニット２２におけるレーザダイオードのチップ位置の誤差方向を示し、矢印Ｆ２はコリメータレンズ２３の位置ずれ方向を示している。
その結果、レーザビームの射出方向は破線で示すようにずれるはずであるが、ＣＲレンズ組立体６０を第１１図に示す向きにして、例えばＣＲレンズ片３ｃを選択する（第１２図の上段中央の選択状態にする）ことによって、レーザビームの射出方向を実線で示すように水平な光軸５とほぼ一致させることができる。
ここで、ＣＲレンズ組立体の種々の例を第１４図から第１９図に示す。これらの図においては、便宜上ＣＲレンズ組立体は全て符号６で示し、それを形成する各ＣＲレンズ片を符号ａ〜ｆで、上ＣＲレンズ組立体の表裏を反転したときのＣＲレンズ片ａ，ｂ，ｃを符号ａ′，ｂ′，ｃ′でそれぞれ示している。
第１４図はＣＲレンズ組立体６の基本形の平面図であり、前述した実施形態のように４枚の直角三角形のＣＲレンズ片ａ〜ｄからなる。
第１５図の（Ａ）〜（Ｄ）は、その各ＣＲレンズ片ａ〜ｄ（表裏を反転したときのＣＲレンズ片ｂ′〜ｄ′を含む）の中央部をそれぞれレーザビームが通過したときの光軸の方向変化（傾き方向および傾き度合い）を示している。
この例では、ＣＲレンズ組立体６を形成する各ＣＲレンズ片ａ〜ｄは、それぞれ一方の面Ｓ１が同じ曲率でセンタ位置が異なる円筒状凹面（Ｒ面）をなし、他方の面Ｓ２が光軸５に直交する平面である。
第１６図の（Ａ）〜（Ｄ）は、他の例を示す第１５図の（Ａ）〜（Ｄ）と同様な図である。この例も平面図は第１４図と同じであるが、そのＣＲレンズ組立体６を形成する各ＣＲレンズ片ａ〜ｄは、それぞれ一方の面Ｓ１が同じ曲率でセンタ位置も同じ円筒状凹面（Ｒ面）をなし、他方の面Ｓ２が光軸５に直交する方向に対して円筒状凹面の湾曲方向に異なる角度で傾斜する平面である。
このＣＲレンズ組立体のＣＲレンズ片ａ〜ｄによっても、第１５図に示したものと同様に、通過するレーザビームの光軸の方向を変化させることができる。
第１７図から第１９図は、平面形状が異なるＣＲレンズ組立体の例を示す。
第１７図は、６枚の正三角形のＣＲレンズ片ａ〜ｆからなる正六角形のＣＲレンズ組立体の例を示す平面図である。さらに、８枚の二等辺三角形のＣＲレンズ片によって正八角形のＣＲレンズ組立体を形成することもできる。このように、４枚以上の三角形のＣＲレンズ片を、その２辺が互いに隣り合うように接合することによって、１枚の多角形のＣＲレンズ組立体６０を形成することができる。しかし、ＣＴレンズ片の数が３あまり多くなると、１枚当たりの面積が小さくなり、光軸調整が難しくなるので、図示の例が望ましい。
第１８図は、４枚の正方形のＣＲレンズ片ａ〜ｄをその各直交する２辺が互いに隣り合うように接合させて形成した正方形のＣＲレンズ組立体の例を示す。
第１９図は、４枚の円形のＣＲレンズ片とａ〜ｄを輪郭が正方形の支持部材６ｈによって一平面上に接合保持して形成した正方形のＣＲレンズ組立体の例を示す。この場合、各ＣＲレンズ片とａ〜ｄの中心が支持部材６ｈの中心から等距離で等角度間隔に配置するのが望ましい。輪郭が正六角形あるいは正八角形の支持部材を用いて、６枚あるいは８枚の円形のＣＲレンズ片を一平面上に接合保持し、正六角形あるいは正八角形のＣＲレンズ組立体を形成することもできる。
これらの各ＣＲレンズ組立体の各ＣＲレンズ片の両面は、第１６図または第１７図に示した各ＣＲレンズ片と同様な円筒状凹面と平面になっている。
以上は４枚以上のＣＲレンズ片からなるＣＲレンズ組立体の例を示したが、２枚の直角三角形のＣＲレンズ片の斜辺を接合して正方形ののＣＲレンズ組立体を形成したり、２枚の長方形のＣＲレンズ片の長辺を接合して正方形のＣＲレンズ組立体を形成することも可能である。さらに、２枚以上の円形あるいは任意の平面形状のＣＲレンズ片を接合して一枚のＣＲレンズ組立体を形成することもできる。
少なくとも２枚のＲ面のセンタ位置が異なるか平面の傾きが異なるＣＲレンズ片を備えていれば、そのＣＲレンズ組立体を表裏反転させても使用することによって、少なくとも３種類以上の光軸調整状態を選択することができる。
このようなＣＲレンズ組立体を用いたこの発明の実施形態によれば、次のような効果が得られる。
（１） ＣＲレンズ組立体の各Ｒ面（円筒状凹面）により、通過するレーザビームを縦方向のみに広げて縦長楕円形にし、横方向には広げないので、縦横同じである円形のレーザビームに比べ、バーコード記号を読み取る際の解像度の高さは変わらず、印刷むらあるいは汚れやゴミなどによるノイズを低くすることができる。すなわち、レーザビームをバーコード記号のバーの方向である縦方向に広げておけば、面積的にそれらの誤検出の可能性を緩和することができる。
（２） 同じくバーコード記号に照射するレーザビームの面積を広げるので、スペックルパターンによる光ノイズを少なくすることができる。これはレーザビームの面積と光ノイズが反比例する現象を利用している。なお、バーコード記号は縦方向に情報がないので、照射スポットを縦に広げても影響はない。
（３） 複数のＣＲレンズ片を組み合わせてＣＲレンズ組立体を構成し、それを用いてレーザビームの光軸調整を行うので、複雑でスペースもとる調整機構を特別に設けることなく、光軸調整を容易に行える。現実的には上述した４枚のＣＲレンズ片からなるＣＲレンズ組立体を用いた実施形態による７種程度で済む。
このＣＲレンズ組立体による光軸調整によって、レーザビームの光軸のバラツキが従来の±４°から±（０．５〜１）°に激減する。
次に、第１図に示した振動ミラー駆動装置３０の構成と作用について、第２０図乃至第２２図を参照して詳述する。
光学的情報読取装置用モジュールのローコスト化及び小型化に伴い、部品の細部にいたるまで改良する必要がある。しかしながら、小型化によって走査精度が低下することは避けなければならない。
従来の振動ミラー駆動装置では、ヨーク及びコイルは複数で構成していたが、両者とも単一にすれば省スペースとローコストを達成できる。
また、従来は可動磁石及びヨークは円弧状（Ｒ形状）にしていた。そうすることによって、可動磁石とヨークとの間隔がどの回動位置でも一定になり、磁束密度も一定になる。しかしながら、Ｒ形状の部品は成型するのに手間がかかり、コストも高くなってしまう。
可動磁石を直方体の焼結磁石とし、ヨークを板状ヨークで構成することができれば、製造の手間もかからず、小型化することも可能である。
直方体の焼結磁石と板状ヨークを用いると、磁力密度の強い部分と弱い部分が存在することになるが、その両部分が互いに相殺し合い、全体として一定密度であることがわかった。
ヨークは理論的には無限に小さい点状態であっても、回転に従って磁石も回転していく性質を利用すれば使用可能であり、小型化が可能である。
部材に微細な加工を施すと必然的にコストが上がってしまう。例えば、軸受けのオイルポケットは、軸方向に溝をいくつか入れるのが一般的であるが、全体のコストを考えるならば、金型の構造がシンプルになるような単純な加工方法を採用するのが望ましい。
この発明による光学的情報読取用モジュールの振動ミラー駆動装置は、これらの点を考慮して構造を単純化および小型化し、且つ必要な性能が得られるように工夫している。
第２０図はその振動ミラー駆動装置の平面図、第２１図は側面図である。これらの図において、３１は走査用の振動ミラー、３２はその振動ミラー３１を前端部に接着して保持する振動ミラー保持部材、３３は可動磁石、３４は振動ミラー保持部材を回動可能に支持する支持軸である。そして、可動磁石３３は、振動ミラー保持部材の支持軸３４に対して振動ミラー３１と反対側となる背面下部に固着されている。
さらに、３５は可動磁石３３に対して間隔を置いて対向するように固設したコイルユニットであり、コイル３６と、それをその巻回方向に垂直な方向に貫通する厚板状のヨーク３７とからなる。
そして、可動磁石３３とヨーク３７とは、非作動状態（コイル３６に通電していない状態）のとき、互いに平行になるストレート形状であり、その平行な方向に直交する方向のヨーク３７の断面積が、可動磁石の同じ方向の断面積より小さい。コイルユニット３５の２本の端子３５ａは、第２１図に示すように回路基板７０に接続される。
コイルユニット３５のヨーク３７は、上述のようにコイル３６をその巻線方向に垂直に貫通し、コイル３６のボビンを兼ねた絶縁部材を介して、第３図に示したモジュール筐体１０の側壁部１２と内壁部に形成された一対のスリット１６ａ，１６ｂに差し込んで固定されている。このヨーク３７の配置すなわちコイルユニット３５の配置は、磁力を考慮してはじめに調整し、その位置に固定する。
可動磁石３３は、コイルユニット３５から僅かに離間して配置される。振動ミラー３１の背部は、モジュール筐体に垂直に固定された支持軸３４を介して可動磁石３３に接合する。
その支持軸３４は、滑り軸受も兼ねる振動ミラー保持部材（ホルダ）３２によって覆われ、その軸方向の上下両面を支持軸３４に嵌合するスライダ３８，３９によって緩く保持している。したがって、振動ミラー保持部材３２は、支持軸３４に対してその軸線方向に所定の範囲で移動自在に支持され、微少な振幅運動が可能に構成されている。
スライダ３８，３９は樹脂ワッシャで構成され、非接触かつ緩衝防止の役目をなし、振動ミラー保持部材３２はフローティング状態になっている。その状態で、コイルユニット３５と可動磁石３３との電磁誘導の働きによって、振動ミラー３１が支持軸３４を中心にシーソ式に振動する。
また、振動ミラー保持部材３２には、第２２図に示すように軸受孔３２ａが設けられ、滑り軸受けの構造となっている。そして、その軸受孔３２ａの内部の中間部の径が両端部の径に比べて僅かに大きく、中間部が緩やかに膨らむ形状になっている。この中間部分は、支持軸３４との間にオイルポケット３２ｂを形成し、振動ミラー保持部材３２と支持軸３４との間を潤滑するためのシリコンオイルを溜めておくことができるようにしている。
次に、このような構造を持った振動ミラー駆動装置３０における可動磁石３３及びヨーク３７の周辺の磁気の変化についてシミュレーションを行う。第２３図〜第２５図は、ヨーク３７が移動せず、可動磁石３３が回転したときのシミュレーションを示す。
第２３図は可動磁石３３が静止している状態である。可動磁石３３とヨーク３７とが一番近い部分を中心として、遠方にいくほど磁束密度が弱くなる分布をしている。この状態で磁力密度の強い部分と弱い部分とが相殺し合うので全体の磁束密度は一定である。
第２４図は、可動磁石３３が１３．５度だけ図で左回転した場合を示す。この場合は前述した静止状態とは異なり、ヨーク３７を中心に磁束密度は均等に分布する。可動磁石３３は回転したことによってヨーク３７に向かい合った面の一端縁ａはヨーク３７から遠のき、他端縁ｂがヨーク３７に近づく。当然、遠のいた一端縁ａの周辺の磁束密度は弱くなり、近づいた他端縁ｂの周辺の磁束密度は強くなる。しかし、可動磁石３３が回転しても弱い部分と強い部分は互い相殺し合い、磁束密度は全体として一定である。
第２５図は可動磁石３３が−１３．５度だけ図で右回転した場合を示している。回転方向が第２４図の場合と逆なので、可動磁石３３の一端縁ａがヨーク３７に近づき、他端縁ｂがヨーク３７から遠のく。この場合は第２４図の場合の上下を反転したような磁束密度分布となり、この場合もまた磁束密度は全体として一定である。したがって、常に一定の磁束密度で振動ミラー３１を左右に回動させることができる。
第２６図は、振動ミラー３１の左右回動させるためのタイミング信号とコイル３６に流す電流の波形を示す図である。（ａ）は振動ミラー３１の回動方向、（ｂ）はタイミング信号の波形、（ｃ）はコイル電流を示している。
タイミング信号の波形は、１０ｍｓｅｃごとに反転する矩形波であり、コイル電流はそのタイミング信号の立ち上がり時と立下り時ごとに１〜２ｍｓｅｃのパルス幅で１０〜２０ｍＡの電流を交互に反対方向に流す。
この振動ミラー駆動装置の特徴は次のような点にある。
（１）コイルユニット３５において、ヨーク３７をコイル３６の巻回方向に垂直な方向に貫通させたこと。
（２）可動磁石３３及びヨーク３７を円弧状にせずフラットな形状にしたこと。
（３）ヨーク３７の横断面を可動磁石３３の横断面より小さくしたこと。
（４）振動ミラー保持部材３２を支持軸３４の軸線方向にスライド可能にしたこと。
（５）オイルポケット３２ｂを振動ミラー保持部材３２の軸受孔３２ａの中間部の径を広げて形成したこと。
そして、この振動ミラー駆動装置によれば、次のような効果が得られる。
（１）ヨーク３７をコイル３６の巻回方向に垂直にコイルユニット３５に貫通させて固定したことによって、部材の数を少なくすることができる。
（２）従来はＲ形状（円弧状）に形成を用いていた磁石及びヨークを、直方体あるいは直棒状のようなフラットな形状にしたことにより、モジュール内のスペースを少なくすることができ、小型化を実現し、結果的にコストダウンにもなる。
（３）ヨークを小さくすることにより、駆動部の重量を軽減することができる。さらに、ヨークの横断面の大きさを可動磁石の横断面より小さくすることにより、磁気浮上による位置決め精度の向上をもたらしている。
（４）振動ミラー保持部材３２およびそれと一体の振動ミラー３１ならびに可動磁石３３を支持軸３４の軸線方向にスライド可能にしてフローティング状態にしたことにより、回動時の抵抗が少なく、小さな駆動力でもスムーズに回動させることができ、可動磁石３３及びコイルユニット３５の一層の小型化が可能になり、且つ消費電力も節減できる。
（５）軸受部のオイルポケットを断面が緩やかなカーブとなる形状にしたことによって、単純な構造になり安価に作製できる。
ここで、光学的情報読取装置用モジュールにおける電子回路、特にＬＳＩのシールド効果について説明する。
第４図によって前述したように、この発明による光学的情報読取装置用モジュールでは、その信号処理や各種の制御を司る回路基板７０が、上蓋を兼ねてモジュール筐体１０の上面にねじ止めされたとき、その回路基板７０に搭載されているＬＳＩ７１が金属製のモジュール筐体１０のＬＳＩ収納用凹部１４に収納され、その周囲が金属面でシールドされる。さらに、回路基板７０の配線層のある層をシールド層にすれば、ＬＳＩ７１の上面もシールドすることができる。
したがって、モジュール筐体１０の金属箱と回路基板７０のシールド層にＬＳＩ７１がほぼ密閉されて、望ましいシールド状態になる。それによって、他の電子機器や携帯電話等が発生する電磁波ノイズの影響を防ぐことができる。
第２７図及び第２８図は、３０ＫＨｚ程度の電磁波ノイズがかかった場合のシミュレーション波形を示し、第２７図はこの発明の実施形態のモジュールを使用した場合、第２８図はＬＳＩを回路基板の上面に配置した従来のモジュールを使用した場合のそれぞれ検出信号の波形を示している。この波形の振幅が大きく変動している部分がバーコード記号を読み取っている部分である。
この第２７図と第２８図とを比べれば明らかなように、第２８図の波形には０．３Ｖｐｐ程度の電磁波ノイズがのっている。第２７図の波形ではそのノイズの振幅が極めて小さくなっている。したがって、この発明の上記実施形態によってノイズの影響を避けられることが判る。
第２９図と第３０図は、付近で携帯電話を使用した場合のシミュレーション波形を示し、第２９図はこの発明の実施形態のモジュールを使用した場合、第３０図はＬＳＩを回路基板の上面に配置した従来のモジュールを使用した場合のそれぞれ検出信号の波形を示している。
このシミュレーション結果を比較しても、第３０図に示す従来装置の場合には、携帯電話の影響を受けた０．３Ｖｐｐ程度の電磁波ノイズがのっているのに対し、第２９図に示すこの発明の装置の場合には、そのノイズは極めて小さくなっている。したがって、前述したこの発明の実施形態によれば、携帯電話のような強い電磁波が発生してもそのノイズをかなり低減でき、バーコード記号などの情報を常に正確に読み取れることが判る。
産業上の利用可能性
以上説明してきたように、この発明によれば、光ビーム走査方式の光学的情報読取装置の主要部をモジュール化すると共に、発光ユニット及びコリメータレンズ取付部の構造を単純化し、しかも高精度な読み取りを行えるようにして、光学的情報読取装置の小型化及び低価格化を実現することができる。
また、レーザビームの光軸調整も容易になり、経時変化や光ノイズあるいは電磁波ノイズの影響もほとんど無くして、長期に亘って高精度な情報読取が可能になる。
【図面の簡単な説明】
第１図は、この発明による光学情報読取装置用モジュールの一実施形態のモジュール内の回路基板を除く各部品の配置を示す平面図である。
第２図は、同じくそのモジュールをモジュール筐体の長手方向の断面と共に示す正面図である。
第３図は、同じくそのモジュール筐体のみの外観を示す斜視図である。
第４図は、そのモジュール筐体の上面に回路基板を取り付けた状態で示す第３図のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図である。
第５図は、モジュール筐体の鏡筒穴に冶具を用いて発光ユニットを圧入する状態を示す断面図である。
第６図は、その鏡筒穴への発光ユニット及びコリメータレンズの装着が完了した状態を示す拡大断面図である。
第７図は、第１図に示したシリンドリカルレンズ組立体６０の正面図である。
第８図は、第７図のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿う断面図である。
第９図は、１個のシリンドリカルレンズをレーザビームが通過する様子を示す模式図である。
第１０図は、シリンドリカルレンズ組立体の１枚のシリンドリカルレンズ片を選択してレーザビームの光軸調整を行う場合の模式図である。
第１１図は、シリンドリカルレンズ組立体の表裏を反転してその１枚のシリンドリカルレンズ片を選択してレーザビームの光軸調整を行う場合の模式図である。
第１２図は、シリンドリカルレンズ組立体による７種類の選択状態を模式的に示す図である。
第１３図は、実際にレーザビーム発生部から出射されるレーザビームの光軸調整例を示す説明図である。
第１４図は、４枚の直角三角形のシリンドリカルレンズ片からなるシリンドリカルレンズ組立体の平面図である。
第１５図は、同じくその各シリンドリカルレンズ片を通過するレーザビームの光軸の変化を示す説明図である。
第１６図は、各シリンドリカルレンズ片が第１５図に示したものと異なる形状の場合に、その各シリンドリカルレンズ片を通過するレーザビームの光軸の変化を示す説明図である。
第１７図は、６枚の三角形のシリンドリカルレンズ片からなる六角形のシリンドリカルレンズ組立体の例を示す平面図である。
第１８図は、４枚の正方形のシリンドリカルレンズ片からなる正方形のシリンドリカルレンズ組立体の例を示す平面図である。
第１９図は、４枚の円形のシリンドリカルレンズ片とその支持部材からなる正方形のシリンドリカルレンズ組立体の例を示す平面図である。
第２０図は、第１図に示した振動ミラー駆動装置の平面図である。
第２１図は、同じくその側面図である。
第２２図は、同じくその振動ミラー保持部材及びそれに固着された部材の断面図である。
第２３図は、第１４図に示した可動磁石とヨークとの間の磁束密度分布の説明に供する図で、可動磁石３３が静止している状態の模式図である。
第２４図は、同じくその可動磁石が１３．５度だけ回転した場合を示す模式図である。
第２５図は、同じくその可動磁石が−１３．５度だけ回転した場合を示す模式図である。
第２６図は、第１４図の振動ミラーを左右に回動させるためのタイミング信号とコイル電流の波形を示す図である。
第２７図は、この発明によるモジュールを使用して３０ＫＨｚ程度の電磁波ノイズがかかった場合の検出信号のシミュレーション波形図である。
第２８図は、従来のモジュールを使用して３０ＫＨｚ程度の電磁波ノイズがかかった場合の検出信号のシミュレーション波形図である。
第２９図は、この発明によるモジュールに対して付近で携帯電話を使用した場合の検出信号のシミュレーション波形図である。
第３０図は、従来のモジュールに対して付近で携帯電話を使用した場合の検出信号のシミュレーション波形図である。
第３１図は、従来の光学的情報読取装置におけるレーザビーム発生部の構造例を示す断面図である。

【０００５】
この発明は、光ビーム走査方式の光学的情報読取装置の主要部をモジュール化すると共に、発光ユニット及びコリメータレンズ取付部の構造を単純化し、しかも高精度な読み取りを行えるようにし、光学的情報読取装置の小型化及び低価格化を計ることを目的とする。また、経時変化や上述した光ノイズや電磁波ノイズの影響もほとんど無くして、長期に亘って高精度な情報読取を可能にすることも目的とする。
発明の開示
この発明は上記の目的を達成するため、モジュール筐体内に、少なくともレーザダイオードを光源とする発光ユニット、コリメータレンズ、走査用の振動ミラー、集光ミラー又は集光レンズ、及び受光ユニットを設けてモジュール化した光学的情報読取装置用モジュールを、次のように構成したことを特徴とする。
すなわち、モジュール筐体に、その一端面に開口を有し先端面にアパーチャを形成してその開口と先端面との間に上記発光ユニットが圧入される圧入部を有する鏡筒穴を設け、その鏡筒穴の先端奥部に上記コリメータレンズを接着し、上記発光ユニットを上記圧入部に、上記レーザダイオードの発光点が上記コリメータレンズのフォーカス点より僅かに遠い位置に位置決めされるように圧入してレーザビーム発生部を構成する。
その鏡筒穴は、上記圧入部の内周面をそこに圧入される発光ユニットの外径とほぼ同じ内径の円筒面とし、上記開口近傍の内周面をその開口に向って内径が漸増するテーパ面にするとよい。
また、上記発光ユニットと振動ミラーとの間に、複数のシリンドリカルレンズ片が一体的に接合されたシリンドリカルレンズ組立体を設け、その複数のシリンドリカルレンズ片は、それぞれ一方の面が同じ曲率でセンタ位置が異なる円筒状凹面をなし、他方の面が光軸に直交する平面であるものとし、その複数のシリンドリカルレンズ片のいずれかを選択して上記発光ユニットが発生するレーザビームの通過位置に介挿させることにより、そのレーザビームの光軸を調整し得るようにするとよい。

【０００６】
あるいはまた、上記シリンドリカルレンズ組立体を形成する複数のシリンドリカルレンズ片を、それぞれ一方の面が同じ曲率でセンタ位置も同じ円筒状凹面をなし、他方の面がそれぞれ光軸に直交する方向に対して前記円筒状凹面の湾曲方向に異なる角度で傾斜する平面であるものにしても、そのシリンドリカルレンズ片のいずれかを選択して上記発光ユニットが発生するレーザビームの通過位置に介挿させることにより、そのレーザビームの光軸を調整し得る。
これらの光学的情報読取装置用モジュールにおいて、上記シリンドリカルレンズ組立体を形成する複数のシリンドリカルレンズ片を４枚以上の三角形のシリンドリカルレンズ片とし、その各シリンドリカルレンズ片を２辺が互いに隣り合うように接合して１枚の多角形のシリンドリカルレンズ組立体を形成することができる。
また、上記複数のシリンドリカルレンズ片を４枚の正方形のシリンドリカルレンズ片とし、その各シリンドリカルレンズ片の直交する２辺が互いに隣り合うように接合して１枚の正方形のシリンドリカルレンズ組立体を形成してもよい。
あるいは、上記複数のシリンドリカルレンズ片をそれぞれ円形のシリンドリカルレンズ片とし、その各シリンドリカルレンズ片を支持部材によって一平面上に接合保持して１枚のシリンドリカルレンズ組立体を形成することもできる。
さらに、上記モジュール筐体を金属製にしてＬＳＩ収納用凹部を形成し、そのモジュール筐体の開放された面に、ＬＳＩを搭載して信号処理および制御用の回路を構成し、シールド層を有する回路基板を、そのＬＳＩを上記ＬＳＩ収納用凹部に収納させて取り付け、該モジュール筐体の金属面と上記回路基板のシールド層とによって上記ＬＳＩをシールド状態にすれば、電磁波ノイズの影響を完全に防ぐことができる。
上記の各構成を組み合わせて実施することにより、一層望ましい光学的情報読取用モジュールを提供することができる。
図面の簡単な説明
第１図は、この発明による光学情報読取装置用モジュールの一実施形態のモジュール内の回路基板を除く各部品の配置を示す平面図である。

Claims (12)

1. モジュール筐体内に、少なくともレーザダイオードを光源とする発光ユニット、コリメータレンズ、走査用の振動ミラー、集光ミラー又は集光レンズ、及び受光ユニットを設けてモジュール化した光学的情報読取装置用モジュールであって、
   前記モジュール筐体に、その一端面に開口を有し先端面にアパーチャを形成してその開口と先端面との間に前記発光ユニットが圧入される圧入部を有する鏡筒穴が設けられ、該鏡筒穴の先端奥部に前記コリメータレンズが接着され、その手前側の前記圧入部に前記発光ユニットが圧入されていることを特徴とする光学的情報読取装置用モジュール。
2. 前記鏡筒穴は、前記圧入部の内周面がそこに圧入される前記発光ユニットの外径より僅かに小さい内径の円筒面であり、前記開口近傍に内周面が該開口に向って内径が漸増するテーパ状の圧入ガイド部を形成している請求の範囲第１項記載の光学的情報読取装置用モジュール。
3. 前記発光ユニットが、前記レーザダイオードの発光点が前記コリメータレンズのフォーカス点より僅かに遠い位置に位置決めされている請求の範囲第１項記載の光学的情報読取装置用モジュール。
4. モジュール筐体内に、少なくともレーザダイオードを光源とする発光ユニット、コリメータレンズ、走査用の振動ミラー、集光ミラー又は集光レンズ、及び受光ユニットを設けてモジュール化した光学的情報読取装置用モジュールであって、
   前記発光ユニットと前記振動ミラーとの間に、複数のシリンドリカルレンズ片が一体的に接合されたシリンドリカルレンズ組立体を設け、
   前記複数のシリンドリカルレンズ片は、それぞれ一方の面が同じ曲率でセンタ位置が異なる円筒状凹面をなし、他方の面が光軸に直交する平面であり、
   該複数のシリンドリカルレンズ片のいずれかを選択して前記発光ユニットが発生するレーザビームの通過位置に介挿させることにより、該レーザビームの光軸を調整し得るようにしたことを特徴とする光学的情報読取装置用モジュール。
5. モジュール筐体内に、少なくともレーザダイオードを光源とする発光ユニット、コリメータレンズ、走査用の振動ミラー、集光ミラー又は集光レンズ、及び受光ユニットを設けてモジュール化した光学的情報読取装置用モジュールであって、
   前記発光ユニットと前記振動ミラーとの間に、複数のシリンドリカルレンズ片が一体的に接合されたシリンドリカルレンズ組立体を設け、
   前記複数のシリンドリカルレンズ片は、それぞれ一方の面が同じ曲率でセンタ位置も同じ円筒状凹面をなし、他方の面がそれぞれ光軸に直交する方向に対して前記円筒状凹面の湾曲方向に異なる角度で傾斜する平面であり、
   該シリンドリカルレンズ片のいずれかを選択して前記発光ユニットが発生するレーザビームの通過位置に介挿させることにより、該レーザビームの光軸を調整し得るようにしたことを特徴とする光学的情報読取装置用モジュール。
6. 請求の範囲第４項又は第５項に記載の光学的情報読取装置用モジュールにおいて、
   前記複数のシリンドリカルレンズ片が４枚以上の三角形のシリンドリカルレンズ片であり、その各シリンドリカルレンズ片の２辺が互いに隣り合うように接合されて１枚の多角形の前記シリンドリカルレンズ組立体を形成していることを特徴とする光学的情報読取装置用モジュール。
7. 請求の範囲第４項又は第５項に記載の光学的情報読取装置用モジュールにおいて、
   前記複数のシリンドリカルレンズ片が４枚の正方形のシリンドリカルレンズ片であり、その各シリンドリカルレンズ片の直交する２辺が互いに隣り合うように接合されて１枚の正方形の前記シリンドリカルレンズ組立体を形成していることを特徴とする光学的情報読取装置用モジュール。
8. 請求の範囲第４項又は第５項に記載の光学的情報読取装置用モジュールにおいて、
   前記複数のシリンドリカルレンズ片がそれぞれ円形のシリンドリカルレンズ片であり、その各シリンドリカルレンズ片が支持部材によって一平面上に接合保持されて１枚の前記シリンドリカルレンズ組立体を形成していることを特徴とする光学的情報読取装置用モジュール。
9. 請求の範囲第１項乃至第３項のいずれか一項に記載の光学的情報読取装置用モジュールにおいて、
   前記発光ユニットと前記振動ミラーとの間に、複数のシリンドリカルレンズ片が一体的に接合されたシリンドリカルレンズ組立体を設け、
   前記複数のシリンドリカルレンズ片は、それぞれ一方の面が同じ曲率でセンタ位置が異なる円筒状凹面をなし、他方の面が光軸に直交する平面であり、
   該複数のシリンドリカルレンズ片のいずれかを選択して前記発光ユニットが発生するレーザビームの通過位置に介挿させることにより、該レーザビームの光軸を調整し得るようにしたことを特徴とする光学的情報読取装置用モジュール。
10. 請求の範囲第１項乃至第３項のいずれか一項に記載の光学的情報読取装置用モジュールにおいて、
    前記発光ユニットと前記振動ミラーとの間に、複数のシリンドリカルレンズ片が一体的に接合されたシリンドリカルレンズ組立体を設け、
    前記複数のシリンドリカルレンズ片は、それぞれ一方の面が同じ曲率でセンタ位置も同じ円筒状凹面をなし、他方の面がそれぞれ光軸に直交する方向に対して前記円筒状凹面の湾曲方向に異なる角度で傾斜する平面であり、
    該シリンドリカルレンズ片のいずれかを選択して前記発光ユニットが発生するレーザビームの通過位置に介挿させることにより、該レーザビームの光軸を調整し得るようにしたことを特徴とする光学的情報読取装置用モジュール。
11. モジュール筐体内に、少なくともレーザダイオードを光源とする発光ユニット、コリメータレンズ、走査用の振動ミラー、集光ミラー又は集光レンズ、及び受光ユニットを設けてモジュール化した光学的情報読取装置用モジュールであって、
    前記モジュール筐体が、金属製で且つＬＳＩ収納用凹部が形成されており、
    該モジュール筐体の開放された面に、ＬＳＩを搭載して信号処理および制御用の回路を構成する回路基板を、そのＬＳＩを前記ＬＳＩ収納用凹部に収納させて取り付けたことを特徴とする光学的情報読取装置用モジュール。
12. 請求の範囲第１項乃至第１０項のいずれか一項に記載の光学的情報読取装置用モジュールにおいて、
    前記モジュール筐体が、金属製で且つＬＳＩ収納用凹部が形成されており、
    該モジュール筐体の開放された面に、ＬＳＩを搭載して信号処理および制御用の回路を構成する回路基板を、そのＬＳＩを前記ＬＳＩ収納用凹部に収納させて取り付けたことを特徴とする光学的情報読取装置用モジュール。

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