JP2002358479A

JP2002358479A - バーコード読み取り装置

Info

Publication number: JP2002358479A
Application number: JP2001383957A
Authority: JP
Inventors: Hidekuni Aizawa; 秀邦相澤; Keigo Suzuki; 圭吾鈴木
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2001-03-26
Filing date: 2001-12-18
Publication date: 2002-12-13

Abstract

(57)【要約】【課題】装置前面側から見たときのモジュール投影面
積が大きく、装置の小型化を図るうえで不利になる。【解決手段】バーコード読み取り装置の構成として、
中心軸方向と略平行に複数本のリードピン３が植設され
た略円柱状のベース部材２と、このベース部材２上にマ
ウント部材４を用いて実装されるとともに、ベース部材
２の中心軸方向と略直角をなす方向にバーコード読み取
り用の光を出射する発光素子５と、この発光素子５とと
もにマウント部材４に実装された受光素子６とを備える
光学モジュール１を具備する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、バーコードを光学
的に読み取るバーコード読み取り装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】バーコードを光学的に読み取る方式とし
て、図１７に示す方式が知られている。この読み取り方
式では、発光素子１００からの光を発光用レンズ１０１
で絞り、この光をスキャンユニット２００のスキャンミ
ラー２０１で反射し、バーコード３００に照射する。こ
のとき、バーコード３００の全域に亘って光を照射（ス
キャン）するため、スキャンミラー２０１を揺動させ
る。

【０００３】スキャンミラー２０１を揺動させる駆動手
段の構成としては、スキャンミラー２０１の長手方向の
ほぼ中間部に揺動軸（回動軸）２０４を設けることによ
り、この揺動軸２０４を中心にスキャンミラー２０１を
揺動自在に支持するとともに、揺動軸２０４からミラー
長手方向にずれた位置でスキャンミラー２０１に永久磁
石（マグネット）２０２を取り付けて当該永久磁石２０
２の一端側を駆動コイル２０３内に嵌挿したものとなっ
ている。

【０００４】この揺動駆動手段においては、駆動コイル
２０３に通電する（例えば一定周期で正負の電流を流
す）ことにより、駆動コイル２０３の軸芯方向に磁界を
発生させるとともに、その磁界極性（磁界の向き）を電
流の正負によって周期的に反転させる。これにより、駆
動コイル２０３に対して永久磁石２０２が磁気的な吸引
・反発作用を繰り返すため、これに連動してスキャンミ
ラー２０１が揺動軸２０４を中心に揺動することにな
る。

【０００５】一方、バーコード３００面に照射された光
は、乱反射しながらもバーコード３００の白黒による光
量変化をもって再びスキャンミラー２０１に戻り、そこ
で反射された光は受光用レンズ４０１により集光され
る。受光用レンズ４０１で集光された光は受光素子４０
０により受光される。この受光素子４００では受光した
光量の変化を電気的に変換して出力する。なお、読み取
り精度向上のため、受光素子４００の前面にはバンドパ
スフィルタ（ＢＰＦ）４０２を設けて発光光周波数以外
の不要な光（自然光など）の採光を防止している。

【０００６】図１８は従来のバーコード読み取り装置の
構成を示す図である。図示したバーコード読み取り装置
は、発光素子１００及び発光用レンズ１０１をケーシン
グ１０２内に収めた発光モジュール１０３と、受光素子
４００、受光用レンズ４０１及びＢＰＦ４０２をケーシ
ング４０３内に収めた受光モジュール４０４とを、共通
の基板５００に搭載した構成となっている。各ケーシン
グ１０２，４０３内での電気的接続は金線等を用いたワ
イヤボンディングなどにより行われる。一方、スキャン
ユニット２００では、揺動軸２０４を中心にスキャンミ
ラー２０１を揺動可能に配置している。そしてこれら、
発光モジュール１０３、スキャンユニット２００及び受
光モジュール４０４は、図示しないハウジング内に収め
られて読み取り装置として組み立てられる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
のバーコード読み取り装置は次のような課題があった。

【０００８】（第１の課題）発光モジュール１０３にお
ける発光素子１００の発光方向（バーコード読み取り用
の光を出射する方向）は、円筒状のケーシング１０２の
中心軸方向に沿うものとなっている。この発光素子１０
０から出射される光の光軸に対して、スキャンユニット
２００のスキャンミラー２０１の傾斜角度は静止状態で
４５°となっている。そうした場合、静止状態（傾斜角
度；４５°）のスキャンミラー２０１によって光が反射
される方向が装置前面側となり、この装置前面側から見
たときの発光モジュール１０３の向き（配置）が横向き
になる。そのため、発光モジュール１０３のリードピン
１０４の一端側が装置の幅方向（図１８の左方向）に延
出し、これによって装置前面側から見たときのモジュー
ル投影面積が大きくなってしまう。

【０００９】（第２の課題）スキャンユニット２００に
おけるスキャンミラー２０１の揺動軸２０４部分に板ば
ねやシリコーンなどの弾性部材を付加することにより、
揺動軸２０４を中心に揺動する揺動機構（スキャンミラ
ー２０１を含む）の共振周波数を決めている。これに対
して、バーコード読み取り装置を製造する際には、構成
部品の寸法および重さのばらつきが生じ、この影響で装
置の組立完了時に揺動機構の共振周波数もばらついてし
まう恐れがある。そのため、所望の共振周波数が得られ
ない場合があった。

【００１０】（第３の課題）発光モジュール１０３にお
いては発光素子１００を保護するために金属製のケーシ
ング（キャップ）１０２を用いて密閉（封止）し、受光
モジュール４０４においても受光素子４００を保護する
ために金属製のケーシング（キャップ）４０３を用いて
密閉（封止）している。そして、これら発光モジュール
１０３と受光モジュール４０４を、バーコード読み取り
装置の外装材となるハウジングに収めて固定している。
そのため、装置全体としては二重の外装構造となり、こ
のことが装置の小型化を図るうえで障害になっていた。

【００１１】

【課題を解決するための手段】第１の発明に係るバーコ
ード読み取り装置は、中心軸方向と略平行に複数本のリ
ードピンが植設された略円柱状のベース部材と、このベ
ース部材上に実装されるとともに、当該ベース部材の中
心軸方向と略直角をなす方向にバーコード読み取り用の
光を出射する発光素子とを備える光学モジュールを具備
する。

【００１２】この第１の発明に係るバーコード読み取り
装置においては、発光素子による光の出射方向（発光方
向）がベース部材の中心軸方向と略直角をなす方向とな
っているため、ベース部材の中心軸方向の一方を装置前
面側として、光学モジュールを縦向きに配置することが
可能となる。

【００１３】第２の発明に係るバーコード読み取り装置
は、スキャンミラーを一体に保持するとともに、揺動軸
を中心に揺動可能な揺動部材と、この揺動部材に装着さ
れるとともに、前記揺動軸と略直交する方向にマグネッ
ト磁界を形成する永久磁石と、この永久磁石との間に隙
間を介して配置されるとともに、当該隙間部分で前記永
久磁石によるマグネット磁界との磁気的な吸引・反発作
用により前記揺動部材を揺動させ、かつ前記隙間を調整
する隙間調整手段を有する揺動駆動手段とを備えるスキ
ャンユニットを具備する。

【００１４】この第２の発明に係るバーコード読み取り
装置においては、永久磁石と揺動駆動手段との間の隙間
を変えると、その隙間部分に作用する磁力（磁気的な吸
引力と反発力）が変化するため、スキャンミラーや揺動
部材を含む揺動機構の共振周波数を調整することが可能
となる。

【００１５】第３の発明に係るバーコード読み取り装置
は、発光素子及び受光素子の少なくとも一方をベース部
材上に実装し、かつその素子実装空間を開放してなる光
学モジュールと、バーコード上で光をスキャンするスキ
ャンミラーを含む揺動機構を有するスキャンユニット
と、前記光学モジュールを収納するモジュール収納部と
前記スキャンユニットを収納するユニット収納部とを一
体に有するとともに、前記モジュール収納部において前
記素子実装空間を密閉状態に保持してなるハウジングと
を備える。

【００１６】この第３の発明に係るバーコード読み取り
装置においては、光学モジュールとスキャンユニットを
共通のハウジングに収納するとともに、このハウジング
を用いて光学モジュールの素子実装空間を密閉状態に保
持することにより、装置構成部品の外装材の共用化が図
られる。

【００１７】

【発明の実施の形態】（第１の発明）図１は第１の発明
に係るバーコード読み取り装置に適用される光学モジュ
ールの実施形態を示す斜視図であり、図２はその側面図
である。図示した光学モジュール１は、略円柱状のベー
ス部材２にこれを貫通する状態で複数本のリードピン３
が植設されている。ベース部材２は、放熱ためのヒート
シンクとしての機能を兼ね備えるもので、その外形寸法
は一般のレーザダイオードと同様にφ５．６ｍｍとなっ
ている。各々のリードピン３は、ベース部材２の中心軸
（図中一点鎖線で示す）方向と略平行に配置されてい
る。ベース部材２におけるリードピン３の本数（図例で
は４本）、植設位置、径（太さ）等に関しては、従来の
モジュール構造との互換性を保つために、発光モジュー
ル１０３（図１８参照）で採用されている４ピンタイプ
と同様に設定されている。

【００１８】ベース部材２の主面（図の上面）には、角
柱状のマウント部材４が搭載されている。マウント部材
４は、断面四角形をなすもので、その底面をベース部材
２に密着させた状態で固定されている。マウント部材４
の一側面には四角いチップ状の発光素子５が実装されて
いる。また、発光素子５の実装面（上記の一側面）と直
角をなすマウント部材４の頂面には、同じく四角いチッ
プ状の受光素子６が実装されている。発光素子５及び受
光素子６は、それぞれに対応するマウント部材４の実装
面（一側面、頂面）に、例えば銀ペースト等の接合剤を
用いて固定されている。また、発光素子５及び受光素子
６は、それぞれに対応するリードピン３にワイヤボンデ
ィングによって電気的に接続されている。

【００１９】発光素子５は、バーコード読み取り用の光
（レーザ光等）を出射するもので、その光の出射方向
（発光方向）は、ベース部材２の中心軸方向と略直交す
る方向（図のＸ矢視方向）に設定されている。受光素子
６は、発光素子５での発光によって得られるバーコード
（不図示）からの反射光を受光するもので、その受光面
６Ａは、ベース部材２の中心軸方向の一方（図２の上
方）に向けて配置されている。この受光素子６において
は、発光素子５からの光を図示しないスキャンユニット
のスキャンミラーで反射してバーコードに照射した際
に、このバーコードからの反射光を受光面６Ａで受光す
る。受光素子６の受光面６Ａには、自然光などの不要な
光をカットするために、図示しないバンドパスフィルタ
が設けられる。

【００２０】上記光学モジュール１を備えるバーコード
読み取り装置においては、ベース部材２上にマウント部
材４を用いて実装された発光素子５が、ベース部材２の
中心軸方向と略直角をなす方向にバーコード読み取り用
の光を出射する構成となっている。そのため、発光素子
５から出射された光の進行方向（Ｘ方向）に対して、こ
れと略直角をなす方向、すなわちベース部材２の中心軸
方向の一方（図２の上方）を装置前面側として、光学モ
ジュール１を縦向きに配置することができる。これによ
り、リードピン３の一端側を装置背面側（後ろ側）に引
き出すことができる。そのため、装置前面側から見たと
きのモジュール投影面積を、リードピン３の長さに関係
なく、ベース部材２の平面積程度に小さく抑えることが
できる。したがって、装置の小型化を図るうえで有利に
なる。

【００２１】また、ベース部材２上に発光素子５と受光
素子６の両方を実装した、いわゆる複合的なモジュール
構造を実現しているため、従来のように発光モジュール
１０３と受光モジュール４０４を別々に構成する場合に
比較して装置全体の小型化が図られる。そのうえ、発光
素子５と受光素子６を共通のマウント部材４に実装して
一体化しているため、信頼性や取り付け位置精度などの
向上も大いに期待できる。さらに、光学モジュール１の
製造には、これまで金属製のハウジング（キャップ）を
用いたキャンタイプのレーザモジュール製造に使用され
ているマウント装置やワイヤボンディング装置を適用す
ることができる。そのため、新たな設備投資が不要で、
しかも発光、受光の両機能を備えるモジュールを１ライ
ンの製造工程で得ることができるため、製造コストを低
く抑えることができる。

【００２２】図３は第１の発明に係るバーコード読み取
り装置において、光学モジュールの他の実施形態を示す
側面図である。図示した光学モジュール１においては、
先述した実施形態と比較して、特に、マウント部材２の
形状が異なるものとなっている。すなわち、マウント部
材２の頂面はベース部材２の中心軸（図中一点鎖線で示
す）に対して傾斜した状態で形成され、この傾斜面に受
光素子６が実装されている。受光素子６の受光面６Ａ
は、マウント部材４の頂面に倣って傾斜した状態で配置
されている。さらに詳述すると、受光素子６の受光面６
Ａは、ベース部材２の上面を基準にして、発光素子５の
発光部側（図３の右側）が低位となる状態、つまり受光
面４Ａを角度θ（例えば、θ＝１０〜３０°）だけ発光
素子５の発光部側に傾けた状態で配置されている。

【００２３】このような構成を採用することにより、発
光素子５から発光した光を図示しないスキャンユニット
のスキャンミラーで反射してバーコードに照射した際
に、バーコードでの光の照射範囲（スキャン範囲）に対
して、図示しない受光用レンズを介した受光素子６の視
野角をバーコードの配列方向に均等に配分することがで
きる。したがって、バーコードの読み取りを安定的に行
うことができる。

【００２４】図４は第１の発明に係るバーコード読み取
り装置において、光学モジュールのさらに他の実施形態
を示す斜視図である。なお、図４（Ａ），（Ｂ）はそれ
ぞれ視点角度を変えた光学モジュールの斜視図を示して
いる。図示した光学モジュール１においては、先述した
実施形態と比較して、特に、マウント部材４と受光素子
６の大小関係が異なるものとなっている。すなわち、マ
ウント部材４の頂面においては、これよりも大きな面積
をもつ受光素子６が実装されている。受光素子６は、ベ
ース部材２の中心軸方向から見て当該ベース部材２の外
形で規定される円形領域内に収まるように配置されてい
る。また、受光素子６の一部はマウント部材４の一側面
に実装された発光素子５側にせり出す状態（庇の状態）
で配置され、これによって発光素子５の上方が受光素子
６で遮蔽されている。

【００２５】このような構成を採用することにより、バ
ーコードからの反射光をより大きな受光面６Ａで受光
し、バーコードの白黒による光量の変化度合いを増大さ
せることができる。そのため、受光素子６の受光感度を
高めてバーコードの読み取り性能を向上させることが可
能となる。また、受光素子６の受光面６Ａから見た場合
に、発光素子５の発光部が上記せり出し部分によって隠
れた状態となるため、別途に遮光部材を設けなくても、
発光時の迷光の影響や光の干渉などを最小限に抑えるこ
とができる。

【００２６】（第２の発明）図５は第２の発明に係るバ
ーコード読み取り装置に適用されるスキャンユニットの
実施形態を示す斜視図である。また、図６は図５に示す
スキャンユニットをＪ矢視方向から見た場合の一部破断
面を含む図（側面図）であり、図７は図５に示すスキャ
ンユニットをＫ矢視方向から見た場合の図（正面図）で
ある。

【００２７】図示したスキャンユニット１１は、大きく
は、揺動部材１２と、永久磁石１３と、揺動駆動部１４
とを備えて構成されている。揺動部材１２は側面視略三
角形（直角三角形）に形成されたもので、この揺動部材
１２に平らな板状のスキャンミラー１５が一体に保持さ
れている。スキャンミラー１５は、揺動部材１２の傾斜
面１２Ａ（図６参照）に例えば接着剤を用いて固定状態
に取り付けられている。このスキャンミラー１５は、図
示しない発光素子から出射された光（レーザ光等）をバ
ーコードに向けて反射する反射面１５Ａを有し、この反
射面１５Ａの向き（傾き角度）を揺動部材１２の揺動動
作によって変化させることにより、当該反射面１５Ａで
反射させた光をバーコードの配列方向にスキャン（走
査）するものである。

【００２８】また、揺動部材１２の両側には、当該揺動
部材１２の外側に突出する状態で揺動軸１６が同軸上に
設けられている。揺動部材１２は、その両側の揺動軸１
６を図示しない軸受け部で支持することにより、当該揺
動軸１６を中心に揺動可能に支持される。揺動軸１６
は、例えば揺動部材１２を樹脂で一体成形するにあたっ
て当該揺動部材１２に一体に形成したものであってもよ
いし、揺動部材１２に圧入等によって組み込んだもので
あってもよい。部品点数を削減するうえでは前者の方が
好ましい。

【００２９】さらに、揺動部材１２の下面（上記傾斜面
１２Ａと鋭角をなす面）には、棒状の永久磁石１３が例
えば接着剤を用いて装着（固定）されている。永久磁石
１３は断面四角形に形成されている。また、永久磁石１
３は、その長手方向（軸方向）の中間部を着磁極性の境
界部として、一方端をＮ極、他方端をＳ極としたマグネ
ット構成になっている。揺動部材１２の底面に永久磁石
１３を装着するにあたって、永久磁石１３の取り付け方
向は揺動軸１６と略直交する方向に設定され、これにし
たがって永久磁石１３が形成するマグネット磁界の方向
も揺動軸１６と略直交する方向に設定されている。ま
た、永久磁石１３の着磁極性の境界部は、揺動軸１６の
中心（軸芯）を通り且つ永久磁石１３が装着される面と
略直角をなす仮想線上（揺動軸１６の中心から揺動部材
１２の底面に垂直に下ろした仮想線上）に位置するよう
に配置されている。

【００３０】一方、揺動駆動部１４は、永久磁石１３と
の間に隙間Ｇを介して配置されている。この揺動駆動部
１４は、上記隙間Ｇ部分で永久磁石１３によるマグネッ
ト磁界との磁気的な吸引・反発作用により揺動部材１２
を揺動させるもので、駆動コイル１７と筒状部材１８と
コア部材１９とによって構成されている。駆動コイル１
７は、コイル線材を一方向に巻線して形成されるもので
ある。駆動コイル１７に正負（交流）の電流を流すと、
その電流の向きに応じた駆動磁界がコイル巻線中心を通
るように発生する。この駆動磁界の方向は、永久磁石１
３によるマグネット磁界の方向（図６の左右方向）に対
してこれと略直交する方向（図６の上下方向）に、また
揺動軸１６の中心軸方向（図７の左右方向）に対しても
これと略直交する方向（図７の上下方向）に設定されて
いる。

【００３１】筒状部材１８は、例えば樹脂等によって構
成されるもので、駆動コイル１７の内部に組み込まれて
いる。筒状部材１８の中心部にはコア部材１９の形状に
対応した貫通孔１８Ａが設けられている。この場合はコ
ア部材１９の断面形状が円形となっているため、これに
対応して貫通孔１８Ａの孔形状も円形となっている。筒
状部材１８は、駆動コイル１７を巻線する際の巻き芯
（ボビン）として用いることもできる。

【００３２】コア部材１９は、周知の磁性材料、より好
ましくは、例えばソフトフェライト（Ｍｎ−Ｚｎ合
金）、パーマロイ（Ｆｅ−Ｎｉ合金）、電磁軟鉄、セン
ダスト（Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ合金）、電磁ステンレス（Ｆ
ｅ−Ｃｒ合金）等の軟磁性材料（保磁力が小さく、透磁
率が高い磁性材料）によって構成されるもので、軸方向
に一様な径をもつ断面円形のピン状に形成されている。
このコア部材１９は、上述のように駆動コイル１７の内
部に組み込まれた筒状部材１８の貫通孔１８Ａに嵌挿さ
れている。筒状部材１８に対しては貫通孔１８Ａの軸方
向（図６の上下方向）に移動（摺動）し得る状態でコア
部材１９が嵌挿され、これによって駆動コイル１７の内
部にコア部材１９が移動可能に嵌挿された構成となって
いる。コア部材１９の中心軸方向（図６及び図７におけ
る上下方向）は、永久磁石１３の長手方向（図６の左右
方向）及び揺動軸１６の中心軸方向（図７の左右方向）
に対してそれぞれ略直交する方向に設定されている。ま
た、コア部材１９の一端部は上記隙間Ｇを介して永久磁
石１３（より具体的には着磁極性の境界部）と対向する
状態に配置されている。

【００３３】ここで、上記構成からなるスキャンユニッ
ト１１の動作について説明する。先ず、永久磁石１３と
揺動駆動部１４との間に所定の隙間Ｇを確保した状態
で、駆動コイル１７に一定周期で正負の電流を流すと、
その電流の向きに応じた駆動磁界が駆動コイル１７の中
心、すなわちコア部材１９の中心軸方向に発生する。こ
のとき、駆動コイル１７によって発生する駆動磁界によ
り、例えば図６に示すように永久磁石１３に近接するコ
ア部材１９の一端部がＳ極、同他端部がＮ極となるよう
に磁化されると、永久磁石１３のＮ極にはコア部材１９
側に吸引しようとする磁力が働き、永久磁石１３のＳ極
にはコア部材１９から反発しようとする磁力が働く。こ
の磁気的な吸引・反発作用により、揺動部材１２には、
揺動軸１６を中心に回転させようとするモーメントＺが
発生する。また、電流の正負の反転によって駆動磁界の
向きが反転すると、先程と反対方向に揺動部材１２を回
転させようとするモーメントが発生する。これにより揺
動部材１２は、当該揺動部材１２に一体に保持されたス
キャンミラー１５とともに、駆動コイル１７に流れる電
流（交流）の周波数に応じて揺動する。

【００３４】このように動作するスキャンユニット１１
において、筒状部材１８の貫通孔１８Ａに嵌挿されたコ
ア部材１９を軸方向に移動させると、これに連動して永
久磁石１３との隙間Ｇが変化する。すなわち、筒状部材
１８に対するコア部材１９の挿入長を長くするとこれに
応じて隙間Ｇが大きくなり、挿入長を短くするとこれに
応じて隙間Ｇが小さくなる。このことから、筒状部材１
８の貫通孔１８Ａに移動可能に嵌挿されたコア部材１９
は、永久磁石１３と揺動駆動部１４との隙間Ｇを調整す
る隙間調整手段を構成するものとなる。

【００３５】また、コア部材１９の移動によって隙間Ｇ
を変化させることにより、永久磁石１３と揺動駆動部１
４との隙間Ｇ部分に働く磁力（磁気吸引力、磁気反発
力）が変化する。この磁力は揺動部材１２に対してバネ
のように弾性的に作用するため、この磁力の変化（大
小）により、スキャンミラー１５や揺動部材１２を含む
揺動機構の共振周波数を変化させることができる。以上
のことから、コア部材１９によって隙間Ｇを調整するこ
とにより、揺動機構の共振周波数を任意に調整すること
が可能となる。

【００３６】したがって、例えば構成部品の寸法や重さ
などのばらつきにより、所望の共振周波数が得られない
場合であっても、組み立て工程の最終段階でコア部材１
９を用いた隙間Ｇの調整により所望の共振周波数を得る
ことができる。そのため、取り扱いが非常に容易なもの
となる。特に、磁気回路を効率良く動作させるうえで
は、揺動する部材がもつ共振周波数と駆動周波数とを一
致させることが好ましいとされているため、この好まし
い条件に適合するように揺動機構の共振周波数を調整す
ることにより、揺動駆動部１４を効率良く動作させるこ
とができる。これにより、共振周波数の最適化が図られ
るため、磁気回路の動作効率を高めて消費電力を低減す
ることができる。さらに、鉄心として機能するコア部材
１９を備えたことにより、駆動コイル１７を小型化した
うえで高い効率化を実現することができる。また、同様
の構成部品を用いてスキャンユニット１１を組み立てた
場合でも、コア部材１９による隙間Ｇの調整により、異
なる共振周波数を得ることも可能となる。

【００３７】ちなみに、共振周波数の調整が完了した段
階では、コア部材１９が接着剤等を用いて筒状部材１８
に固定される。また、１００Ｈｚ以上の高い共振周波数
を得る場合には、コア部材１９の構成材料として、軟磁
性材料の中でも保磁力が小さく、磁束密度が高いパーマ
ロイを用いることが好ましく、数十Ｈｚ程度の共振周波
数を得る場合にはソフトフェライトを用いることが好ま
しい。バーコード読み取り装置の使用環境や仕様によっ
ては、コア部材１９の構成材料として他の磁性材料、例
えば永久磁石の材料となる強磁性材料（硬質磁性材料）
を使用することも可能であるが、磁気的に安定した応答
性を得るにあたっては軟磁性材料を用いることが望まし
い。

【００３８】なお、上記実施形態においては、駆動コイ
ル１７の内部に筒状部材１８を組み込み、この筒状部材
１８の貫通孔１８Ａにコア部材１９を嵌挿する構成とし
たが、本発明はこれに限らず、例えば図８に示すよう
に、駆動コイル１７の内部に直にコア部材１９を嵌挿
し、このコア部材１９を軸方向に移動して上記同様に隙
間Ｇを調整し得る構成としてもよい。

【００３９】（第３の発明）続いて、第３の発明に係る
バーコード読み取り装置の実施形態について説明する。
この第３の発明に係るバーコード読み取り装置は、上記
第１の発明に係る光学モジュール１と、上記第２の発明
に係るスキャンユニット１１と、外装材となるハウジン
グとを備えて構成されるものである。ハウジングは、第
１のハウジング部材と第２のハウジング部材とを組み付
けて構成（一体化）される。

【００４０】図９は第１のハウジング部材２１の構成を
示す斜視図であり、図１０は第２のハウジング部材２２
の構成を示す斜視図である。第１のハウジング部材２１
は、例えば樹脂の一体成形によって得られるもので、平
面視略長方形に形成されている。第１のハウジング部材
２１の各コーナー部分は面取り状に形成されている。ま
た、第１のハウジング部材２１の内部には、光学モジュ
ール１を収納するためのモジュール収納空間部２３とス
キャンユニット１１を収納するためのユニット収納空間
部２４とが形成されている。これら２つの空間部２３，
２４の間（境界部）には半円状のレンズ支持部２５が形
成されている。このレンズ支持部２５は、後述する発光
用レンズを支持するためのもので、このレンズ形状が円
筒状であることから、これに適合するようにレンズ支持
部２５が半円状に形成されている。また、２つの空間部
２３，２４は、いずれも第１のハウジング部材２１の厚
み方向に突き抜けた構造となっている。

【００４１】モジュール収納空間部２３に対しては、図
９の下側から光学モジュール１を組み込み可能となって
いる。モジュール収納空間部２３の内部には、当該モジ
ュール収納空間部２３を第１のハウジング部材２１の厚
み方向に連通する状態で開口部２６が形成されている。
また、モジュール収納空間部２３を囲むハウジング外周
壁には切り欠き部２７が形成されている。この切り欠き
部２７は、光学モジュール１の構成部品、特にベース部
材２との位置的な干渉を回避するためのものである。

【００４２】ユニット収納空間部２４に対しては、図９
の上側からスキャンユニット１１の揺動機構を組み込み
可能となっている。ユニット収納空間部２４の両側縁に
は角溝状の軸受け部２８が形成されている。軸受け部２
８の溝幅はスキャンユニット１１の揺動部材１２に設け
られた揺動軸１６の直径よりも僅かに大きく設定され、
これによって揺動軸１６を軸受け部２８に嵌合した際に
当該揺動軸１６を中心に揺動部材１２が揺動自在に支持
される構成となっている。

【００４３】第２のハウジング部材２２は、例えば樹脂
の一体成形によって得られるもので、上記第１のハウジ
ング部材２１と同様に平面視略長方形（コーナー部分は
面取り状）に形成されている。この第２のハウジング部
材２２の内部にも、モジュール収納空間部２９とユニッ
ト収納空間部３０とが形成されている。第２のハウジン
グ部材２２に先述した第１のハウジング部材２１を組み
付けることにより、互いの空間部が組合わさってモジュ
ール収納部とユニット収納部が区画形成される。すなわ
ち、モジュール収納空間部２９は先述したモジュール収
納空間部２３との組み合わせでモジュール収納部を形成
し、ユニット収納空間部３０は先述したユニット収納空
間部２４との組み合わせでユニット収納部を形成する。

【００４４】また、第２のハウジング部材２２には、透
光性の受光窓３１が設けられている。この受光窓３１
は、例えばモジュール収納空間部２９に受光用レンズを
嵌め込むことにより形成されるものである。この場合、
受光窓３１は受光用レンズによって構成されることにな
る。また、モジュール収納空間部２９とユニット収納空
間部３０の間（境界部）には、上記レンズ支持部２５両
側の突出部分との位置的な干渉を回避するための逃げ部
（凹状部）３２が設けられている。さらに、ユニット収
納空間部３０側には、第２のハウジング部材２２の短手
方向で対向する状態に一対の突起部３３が形成されてい
る。一対の突起部３３は、上述した軸受け部２８に対し
て揺動軸１６を両側から挟み込む位置に嵌合されるもの
である。

【００４５】続いて、ハウジングを用いたバーコード読
み取り装置の組立手順について説明する。先ず、図１１
に示すように、第１のハウジング部材２１のモジュール
収納空間部２３に光学モジュール１を組み付ける。この
光学モジュール１は、先の図１に示すようにベース部材
２上の素子実装空間を開放した構成のもの、つまり金属
製のケーシング（キャップ）でカバーされていない、い
わゆるキャップレスの状態となっている。

【００４６】モジュール収納空間部２３への組み付けに
際しては、光学モジュール１のベース部材２の外周縁部
分が、モジュール収納空間部２３内の開口部２６を塞ぐ
状態で図９の下側から突き当てられる。また、ベース部
材２に搭載されたマウント部材４やこれに実装された発
光素子５及び受光素子６は、上記開口部２６を通して第
１のハウジング部材２１の厚み方向に突出した状態とな
る。発光素子５による光の出射方向（発光方向）はレン
ズ支持部２５側に向けられる。こうしてモジュール収納
空間部２３に光学モジュール１を組み付けた後は、接着
剤等を用いて光学モジュール１を第１のハウジング部材
２１に固定する。

【００４７】その後、図１２に示すように、光学モジュ
ール１のベース部材２に植設された各々のリードピン３
をこれに対応する基板３４のピン孔３５に嵌入する状態
で、第１のハウジング部材２１に基板３４を装着する。
基板３４を装着した後は、各々のリードピン３をはんだ
付けによって基板３４に電気的かつ機械的に接続する。
この基板３４には、揺動駆動部１４を構成する駆動コイ
ル１７と筒状部材（巻線用のボビンとして使用可）１８
とが予め取り付けられている。但し、この時点では筒状
部材１８の貫通孔１８Ａにコア部材１９は嵌挿されてい
ない。

【００４８】次いで、第１のハウジング部材２１のユニ
ット収納空間部２４に対して、上記図１１に示すよう
に、スキャンユニット１１の揺動機構を組み付ける。揺
動機構には、揺動軸１６を有する揺動部材１２と、この
揺動部材２１に一体に保持されたスキャンミラー１５
と、揺動部材２１の底面に装着された永久磁石１３（図
５参照）などが含まれる。このとき、揺動部材２１の両
側から突出した揺動軸１６をこれに対応する軸受け部２
８に嵌合させる。この時点で、図１３に示すように、筒
状部材１８の貫通孔１８Ａにコア部材１９を嵌挿してお
く。

【００４９】続いて、レンズ支持部２５に発光用レンズ
３５を装着する。発光用レンズ３５はレンズ支持部２５
の凹形状（半円状）に対向した円筒状に形成されている
ことから、ちょうどレンズ支持部２５に嵌まり込む状態
で載置状態に支持される。次に、光学モジュール１の駆
動によって実際に発光素子５からレーザ光等を発光させ
てその焦点を調整した後、発光用レンズ３５を接着剤等
により固定する。次いで、筒状部材１８に嵌挿させたコ
ア部材１９の挿入長を変えて先述のように共振周波数を
調整し、この調整が終了したらコア部材１９を接着剤等
により筒状部材１８に固定する。以上で、第１のハウジ
ング部材２１に対する部品の組み付けが完了となる。

【００５０】その後、図１４及び図１５に示すように、
第１のハウジング部材２１に第２のハウジング部材２２
を被せて組み付ける。このとき、第１のハウジング部材
２１の厚み方向に突出する光学モジュール１のマウント
部材４やこれに実装された発光素子５及び受光素子６
は、第２のハウジング部材２２のモジュール収納空間部
２９に収容され、スキャンユニット１１の揺動部材１２
やスキャンミラー１５を含む揺動機構は、第２のハウジ
ング部材２２のユニット収納空間部３０に収容される。
また、第２のハウジング部材２２に設けられた受光窓
（受光レンズ）３１は、受光素子６に通じる光路上に配
置される。このように第１，第２のハウジング部材２
１，２２を組み付けることにより、モジュール収納部に
おいてベース部材２上の素子実装空間が密閉状態に保持
される。この状態で第１，第２のハウジング部材２１，
２２を、例えば接着剤、ネジ、溶接等の固定手段により
一体に固定（結合）する。

【００５１】こうして組み立てられたバーコード読み取
り装置においては、光学モジュール１とスキャンユニッ
ト１１が共通のハウジング（２１，２２）に収納される
とともに、このハウジングを用いて光学モジュール１の
素子実装空間を密閉した構成となっているため、装置構
成部品の外装材の共用化が図られる。そのため、従来の
ような二重外装構造と比較して大幅な小型化を実現する
ことが可能となる。

【００５２】また、光学モジュール１のベース部材１上
に発光素子５と受光素子６の両方を実装した構成となっ
ているため、従来構成（図１８参照）のように発光モジ
ュール１０３と受光モジュール４０４を別々に実装する
場合に比較して、ハウジングでの部品収納容積を大幅に
縮小することができる。

【００５３】また、光学モジュール１とスキャンユニッ
ト１１をハウジング（２１，２２）内の所定空間部にコ
ンパクトに収納し、しかもモジュール収納部とユニット
空間部との間にレンズ支持部２５を設けて発光用レンズ
３５を組み込んだ構成となっているため、ハウジング内
の空間を無駄なく活用して収納効率を高めることができ
る。

【００５４】また、ハウジングのモジュール収納部に対
しては、第１のハウジング部材２１のモジュール収納空
間部２３に光学モジュール１を組み込んでベース部材２
を突き当てることにより、光学モジュール１の位置決め
がなされ、ハウジングのユニット収納部に対しては、第
１のハウジング部材２１に形成された軸受け部２８に揺
動軸１６を嵌合させることで揺動機構部品の位置決めが
なされるため、組立性が非常に良好で、組立精度の向上
も期待できる。さらに、組立時には発光用レンズ３５の
焦点とコア部材１９による共振周波数の調整（２つの調
整）だけで済むため、組立性の更なる向上が期待でき
る。

【００５５】また、光学モジュール１のリードピン３を
装置背面側に延出するとともに、スキャンユニット１１
の揺動駆動部１４を装置背面側に配置した構成となって
いるため、光学モジュール１及びスキャンユニット１１
の電気的な接続処理や、回路基板との電気的接続処理
を、装置背面側で一括して行うことができる。

【００５６】なお、上記実施形態においては、光学モジ
ュール１のリードピン３を基板３４にはんだ付けすると
したが、本発明はこれに限らず、リードピン３を素子駆
動用の回路基板などに直接接続することも可能である。
この場合は、基板３４が不要となるため、揺動駆動部１
４の構成として、例えば図１６に示すように、第１のハ
ウジング部材２１に筒状のボビン部２１Ａを一体に形成
して駆動コイル１７を巻線し、そのボビン部２１Ａの孔
にコア部材１９を嵌挿させる構成としてもよい。また、
先の図８に示したようにボビン無しの構成としてもよ
い。

【００５７】また、上記実施形態においては、第１，第
２のハウジング部材２１，２２を組み合わせた二体構造
で一つのハウジングを構成したが、これを一体構造ある
いは三体構造で構成したものであってもよい。さらに、
揺動駆動部１４を含めたスキャンユニット１１全体をハ
ウジングに収納したものであってもよい。また、光学モ
ジュール１の構成として、発光素子５及び受光素子６の
いずれか一方を実装したものでも、従来のように発光素
子と受光素子をそれぞれ別々のケーシング内に収めたも
のと比較すると小型化を実現することができる。

【００５８】

【発明の効果】以上説明したように、第１の発明によれ
ば、発光素子による光の出射方向（発光方向）がベース
部材の中心軸方向と略直角をなす方向となっているた
め、ベース部材の中心軸方向の一方を装置前面側とし
て、光学モジュールを縦向きに配置することが可能とな
る。これにより、リードピンの一端側を装置背面側に引
き出すことができるため、装置前面側から見たときのモ
ジュール投影面積を小さく抑えることができる。そのた
め、装置の小型化を図るうえで有利になる。

【００５９】第２の発明によれば、永久磁石と揺動駆動
手段との間の隙間を変えると、その隙間部分に作用する
磁力（磁気的な吸引力と反発力）が変化するため、スキ
ャンミラーや揺動部材を含む揺動機構の共振周波数を調
整することが可能となる。そのため、組立工程の最終段
階で上記隙間を調整することにより、所望の共振周波数
を得ることが可能となる。

【００６０】第３の発明によれば、光学モジュールとス
キャンユニットを共通のハウジングに収納するととも
に、このハウジングを用いて光学モジュールの素子実装
空間を密閉状態に保持することにより、装置構成部品の
外装材の共用化が図られる。そのため、従来のような二
重外装構造と比較して大幅な小型化を実現することが可
能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の発明に係るバーコード読み取り装置に適
用される光学モジュールの実施形態を示す斜視図であ
る。

【図２】第１の発明に係るバーコード読み取り装置に適
用される光学モジュールの実施形態を示す側面図であ
る。

【図３】第１の発明に係る光学モジュールの他の実施形
態を示す側面図である。

【図４】第１の発明に係る光学モジュールのさらに他の
実施形態を示す斜視図である。

【図５】第２の発明に係るバーコード読み取り装置に適
用されるスキャンユニットの実施形態を示す斜視図であ
る。

【図６】図５のＪ矢視図である。

【図７】図５のＫ矢視図である。

【図８】第２の発明に係る揺動駆動部の他の構成例を示
す図である。

【図９】第３の発明に係るバーコード読み取り装置に適
用される第１のハウジング部材の構成を示す斜視図であ
る。

【図１０】第３の発明に係るバーコード読み取り装置に
適用される第２のハウジング部材の構成を示す斜視図で
ある。

【図１１】第３の発明に係るバーコード読み取り装置の
組立手順を説明する図（その１）である。

【図１２】第３の発明に係るバーコード読み取り装置の
組立手順を説明する図（その２）である。

【図１３】第３の発明に係るバーコード読み取り装置の
組立手順を説明する図（その３）である。

【図１４】第３の発明に係るバーコード読み取り装置の
組立手順を説明する図（その４）である。

【図１５】第３の発明に係るバーコード読み取り装置の
組立手順を説明する図（その５）である。

【図１６】第３の発明に係る揺動駆動部の他の構成例を
示す図である。

【図１７】バーコードの読み取り方式の一例を説明する
模式図である。

【図１８】従来のバーコード読み取り装置の構成を示す
図である。

【符号の説明】

１…光学モジュール、２…ベース部材、３…リードピ
ン、４…マウント部材、５…発光素子、６…受光素子、
１１…スキャンユニット、１２…揺動部材、１３…永久
磁石、１４…揺動駆動部、１５…スキャンミラー、１６
…揺動軸、１７…駆動コイル、１８…筒状部材、１９…
コア部材、２１…第１のハウジング部材、２２…第２の
ハウジング部材、２３，２９…モジュール収納空間部、
２４，３０…ユニット収納空間部、２５…レンズ支持
部、２８…軸受け部、３１…受光窓（受光用レンズ）、
３５…発光用レンズ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2H045 AB03 AB62 BA18 DA02 DA31 5B072 AA03 CC24 DD02 LL01 LL11 LL18 5F073 BA09 EA29 FA02 FA04 FA15 FA16 FA30 5F088 BA15 BA16 BB10 EA09 EA11 EA20 JA03 JA12 JA20 LA03 5F089 AA10 AB01 AB08 AC10 AC11 CA20

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】中心軸方向と略平行に複数本のリードピ
ンが植設された略円柱状のベース部材と、前記ベース部材上に実装されるとともに、当該ベース部
材の中心軸方向と略直角をなす方向にバーコード読み取
り用の光を出射する発光素子とを備える光学モジュール
を具備することを特徴とするバーコード読み取り装置。
【請求項２】前記発光素子での発光によって得られる
バーコードからの反射光を受光する受光素子を、前記発
光素子とともに前記ベース部材上に実装してなることを
特徴とする請求項１記載のバーコード読み取り装置。
【請求項３】前記ベース部材上に角柱状のマウント部
材を設けるとともに、このマウント部材の一側面に前記
発光素子を実装し、かつ当該マウント部材の頂面に前記
受光素子を実装してなることを特徴とする請求項２記載
のバーコード読み取り装置。
【請求項４】前記受光素子の受光面を前記発光素子の
発光部側に傾けて配置してなることを特徴とする請求項
３記載のバーコード読み取り装置。
【請求項５】前記受光素子は、前記マウント部材の頂
面よりも大きな面積を有することを特徴とする請求項３
記載のバーコード読み取り装置。
【請求項６】前記マウント部材の一側面に実装された
前記発光素子側にせり出す状態で前記受光素子を前記マ
ウント部材の頂面に実装してなることを特徴とする請求
項５記載のバーコード読み取り装置。
【請求項７】スキャンミラーを一体に保持するととも
に、揺動軸を中心に揺動可能な揺動部材と、前記揺動部材に装着されるとともに、前記揺動軸と略直
交する方向にマグネット磁界を形成する永久磁石と、前記永久磁石との間に隙間を介して配置されるととも
に、当該隙間部分で前記永久磁石によるマグネット磁界
との磁気的な吸引・反発作用により前記揺動部材を揺動
させ、かつ前記隙間を調整する隙間調整手段を有する揺
動駆動手段とを備えるスキャンユニットを具備すること
を特徴とするバーコード読み取り装置。
【請求項８】前記揺動駆動手段は、前記隙間部分で前
記永久磁石によるマグネット磁界の方向と略直交する方
向に駆動磁界を発生する駆動コイルを有することを特徴
とする請求項７記載のバーコード読み取り装置。
【請求項９】前記永久磁石は、前記揺動部材の揺動軸
の中心を通り且つ当該永久磁石が装着される面と略直角
をなす仮想線上に、着磁極性の境界部が位置するように
装着されてなることを特徴とする請求項７記載のバーコ
ード読み取り装置。
【請求項１０】前記隙間調整手段は、前記永久磁石と
対向する状態で前記駆動コイルの内部に移動可能に嵌挿
されるコア部材を用いて構成されることを特徴とする請
求項７記載のバーコード読み取り装置。
【請求項１１】前記コア部材は軟磁性材料からなるこ
とを特徴とする請求項１０記載のバーコード読み取り装
置。
【請求項１２】前記永久磁石の着磁極性の境界部と対
向する位置に前記コア部材を配置してなることを特徴と
する請求項１０記載のバーコード読み取り装置。
【請求項１３】発光素子及び受光素子の少なくとも一
方をベース部材上に実装し、かつその素子実装空間を開
放してなる光学モジュールと、バーコード上で光をスキャンするスキャンミラーを含む
揺動機構を有するスキャンユニットと、前記光学モジュールを収納するモジュール収納部と前記
スキャンユニットを収納するユニット収納部とを一体に
有するとともに、前記モジュール収納部において前記素
子実装空間を密閉状態に保持してなるハウジングとを備
えることを特徴とするバーコード読み取り装置。
【請求項１４】前記ハウジングは、前記モジュール収
納部及び前記ユニット収納部の間で発光用レンズを支持
するレンズ支持部を一体に有することを特徴とする請求
項１３記載のバーコード読み取り装置。
【請求項１５】前記スキャンユニットは、前記スキャ
ンミラーを一体に保持する揺動部材を有し、前記ハウジングは、前記揺動部材の揺動軸を支持する軸
受け部を一体に有することを特徴とする請求項１３記載
のバーコード読み取り装置。
【請求項１６】前記ハウジングは、第１のハウジング
部材と第２のハウジング部材を組み付けて構成されると
ともに、その組み付け状態において前記モジュール収納
部及び前記ユニット収納部を区画形成することを特徴と
する請求項１３記載のバーコード読み取り装置。
【請求項１７】前記光学モジュールは、前記ベース部
材上に前記受光素子を実装してなり、前記ハウジングは、前記受光素子に通じる光路上に受光
窓を有することを特徴とする請求項１３記載のバーコー
ド読み取り装置。
【請求項１８】前記受光窓を受光用レンズによって構
成してなることを特徴とする請求項１７記載のバーコー
ド読み取り装置。