JP2003532944A - 光学読取り装置用撮像モジュール - Google Patents

光学読取り装置用撮像モジュール

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Abstract

(57)【要約】 本発明は撮像モジュール（１０）に関し、該撮像モジュールは種々の光学素子を保持する枠体（１２）と回路基板（１４）を有するものであり、一実施例においては、該回路基板は、基本的に該モジュールの照射ＬＥＤ（１６）及び照準ＬＥＤ（１８）を担持する。該枠体は、弾力のある指状部（４８）を備えてもよく、この指状部は、枠体がスナップ式嵌合配置の光学素子を収容することを可能とする。さらに、モジュールの外壁（３１）及び（３１’）が、モジュール内のデリケートで壊れやすい素子に対する構造的ダメージを防止するための収納構造を実現するように、該モジュールを配置してもよい。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は光学読取り装置に関し、特に光学読取り装置の照射光学素子、受光光
学素子、及び信号処理素子を実装するための装置に関する。
【０００２】
【発明の背景】
現在利用可能な光学読取り装置は、照射素子、電子信号処理回路、画像取り込
み回路、及び復号化回路を含み、これらは２つ以上の回路基板により担持される
。例えば、米国特許No.5,780,834は、多数の回路基板を有する光学読取り装置を
開示しており、これら回路基板は、照射ＬＥＤを担持するＬＥＤ基板、画像セン
サ及び該画像センサから生成される信号を処理するための回路を担持する“撮像
基板”、画像取り込み・復号化回路を保持する“母基板”を含む。また、米国特
許No.5,521,366は、後部プリント回路基板と、前部プリント回路基板と、ＬＥＤ
を搭載したＬＥＤ回路基板とを有するモジュール式筐体を開示している。
【０００３】 従来の読取り装置の組み立てにおいては、読取り装置の内部構造を分離する個
々の回路基板を搭載し、該複数の回路基板間の電気的接続を確保することが要求
される。組み立てにおける困難さに加えて、複数回路基板の設計においては、そ
の中に電気的素子が集積されるべき光学読取り装置筐体に対して、サイズ上の必
要条件が課せられる。
【０００４】 光学読取り装置の光学的及び電気的素子を実装するための、製造が容易で低コ
ストな実装装置が要求されている。
【０００５】
【発明の要旨】
本発明は、その主要な側面によれば、概して、光学読取り装置の光学照射素子
、光学受信素子、及び信号処理素子を実装するためのモジュールに関する。
【０００６】 該モジュールは、プリント回路基板、好ましくはプリント回路基板（ＰＣＢ）
及び種々の光学素子を担持する枠体を有する。本発明の一実施例では、この枠体
は、光学レンズ鏡胴を保持する保持部と、ＰＣＢにより担持された画像センサを
収容しかつ位置合わせするためのくぼみとを持つ後部板を有する。さらにこの枠
体は、弾力のある指状部を含んでもよく、この指状部により、枠体は、粘着性の
ないスナップ式嵌合配置によるモジュールの特定の光学素子を収容することがで
きる。
【０００７】 上記モジュールを組み立てるための好ましい組み立て方法によれば、まず、上
記ＰＣＢの画像センサが枠体の後部板のくぼみにより収容かつ位置合わせされる
ように、ＰＣＢを枠体の後部板に搭載する。次に、照射及び照準ＬＥＤを、はん
だ付けによりＰＣＢに搭載する。空間を節約する手段として、照射ＬＥＤの裏面
の一部が画像センサの上面の一部と対向するようにＬＥＤを搭載してもよい。
【０００８】 ＬＥＤをＰＣＢに搭載した後、さらなる素子をモジュールに組み込む。好まし
い実施例では、レンズ鏡胴を保持部に組み入れ、その後、照準ＬＥＤから出射す
る光束の進路を定めるための開口付き円蓋を持つ開口板をＬＥＤ上に配置する。
最後に、照射ＬＥＤから出射する光束を拡散するための拡散体を持つ光学板を枠
体にスナップ嵌合する。
【０００９】 上記光学板は、照射光を拡散させるための拡散体に加えて、読取り装置の視野
により特定された対象物上に開口からの光を結像するための光学素子をさらに備
えてもよい。本発明の一実施例では、照準ＬＥＤ及びそれに関連する光学部品は
、上記視野における対象物に対して、単一の水平な照準ラインを投影する。
【００１０】 上記プリント回路基板は、全機能がプリントされた回路基板であってもよく、
この回路基板は、固体画像センサと、該モジュールが組み込まれるべき光学装置
により行われる基本的にすべての処理及び制御動作をサポートするために必要な
電子回路の基本的に全体を、担持する。このひとつのＰＣＢに組み込まれる回路
は、画像センサから生成される信号を処理するための信号処理回路、画像データ
を格納するための画像取り込み回路、及び該格納された画像データ中に現れたマ
ークを復号かつ／または認識するための復号化かつ／または認識回路を含む。
【００１１】 上記全機能プリント回路基板を収容するために、枠体の後部板の裏面には、画
像センサを収容かつ位置合わせするための中央くぼみと、電気的素子かつ／また
は該全機能プリント回路基板の表面から出る配線などの回路素子を収容するため
の複数の周辺くぼみとを形成する必要がある。
【００１２】 本発明における、上記及びその他の詳細、長所、利点は、以下に述べる好まし
い実施例の詳細な説明により明らかとなる。
【００１３】 本発明の特徴及び目的の完全なる理解のために、以下に述べる発明を実施する
ための好ましい形態の詳細な説明を、それに付随する図面とともに、参照された
い。
【００１４】 ［発明の詳細な説明］ 本発明による撮像モジュール１０の実施例が図１Ａないし１Ｄに示されている
。撮像モジュール１０は、特に、バーコード読取り装置、光学式文字認識（ＯＣ
Ｒ）読取り装置などのマーク読取り装置や、バーコードとＯＣＲの両方を読み取
る機能を持つ読取り装置に使用するようになされている。しかし、モジュール１
０の特徴は、ビデオカメラ、デジタルカメラ、および医療用検査機器など、画像
の取込みが必要な他の機器で使用し得ることも理解されるであろう。
【００１５】 モジュール１０は、撮像システムの電気的素子および光学的素子の両方を収容
するようになされた取付け枠体１２を具備する。詳細に説明すると、取付け枠体
１２は、プリント回路基板（ＰＣＢ）１４などの回路基板、照射ＬＥＤ１６、照
準ＬＥＤ１８、開口板２４、および光学板２６を収容する。
【００１６】 さらに詳細には、枠体１２は、後部板３０と、上部および底部側壁３１および
側部側壁３１からなる側壁とを具備する。後部板３０は、固体画像センサチップ
３２を受容するためのくぼみ３４、およびＬＥＤ１６および１８によって提供さ
れる照射および／または照準光源のリード線３８を受けるための複数の微小孔３
６を具備する。後部板３０はさらに、受光光学レンズ機体４１、例えばレンズ鏡
胴を受容するための保持器４０を具備し、この受光光学レンズ機体は、以下でさ
らに詳細に説明する組立工程における任意のステップの前または後に保持器４０
に設置することができる。
【００１７】 モジュール１０を組立てる際は、まずＰＣＢ１４を後部板３０にネジ５６を用
いて取り付け、枠体１２は開口部１３が露出するような向きにされる。ＰＣＢ１
４が後部板３０に取り付けられると、ＰＣＢ１４に担持される画像センサ３２は
、図示するように画像センサ３２の形と相補形状である中央くぼみ３４によって
受容され位置合わせされる。ＰＣＢ１４を枠体に取り付けた後、組立工は照射Ｌ
ＥＤ１６および照準ＬＥＤ１８をＰＣＢ１４に取り付ける。
【００１８】 ＬＥＤ１６および１８をＰＣＢ１４に取り付けるためには、ＬＥＤ１６と１８
のリード線３８を後部板３０とＰＣＢ１４の位置合わせされた微小孔３６および
５４に通した後、ＬＥＤ１６および１８をＰＣＢ１４にはんだ付けする。はんだ
付けされる前に全てのＬＥＤ１６および１８がそれぞれ対応する微小孔に位置決
めされることが好ましい。ＬＥＤ１６および１８をはんだ付けする際は、ＰＣＢ
１４の背面１５を組立工が容易に近づけるような向きにしなければならない。は
んだ付けの間、ＬＥＤ１６および１８がＰＣＢ１４に対してほぼ垂直な所望の向
きに留まるよう、ＬＥＤ１６および１８を受容するような形状の標準的に公知な
取付具（図示せず）を、はんだ付け工程の間、ＬＥＤ１６および１８に対して一
時的に適用することができる。
【００１９】 撮像モジュールの重要な特徴は、照射ＬＥＤ１６のリード線３８が画像センサ
３２の側面３３に対してほぼ当接する関係に設置され、ＬＥＤ１６が完全に設置
されるとＬＥＤ１６の背面の一部が画像センサ３２の前面３３の一部に対向する
ようになることである。この構造により、撮像モジュール１２のサイズが小さく
なり、より小さなサイズの光学読取り装置に設置可能となる。
【００２０】 ＬＥＤ１６および１８が上述したようにＰＣＢ１４に取り付けられた後、開口
板２４が枠体１２に取り付けられ、この枠体１２は照準ＬＥＤ１８を覆うように
嵌まる円蓋４２を有している。円蓋は、スリット開口４３を通過して円蓋を出る
光以外の、照準ＬＥＤ１８から出射される全ての光を実質的にブロックするため
に不透明であることが好ましい。スリット開口４３は、所望の形状をした照準照
射パターンが対象物Ｔに投影されるように形成されなければならない。スリット
開口４３は、水平線パターンが対象物に投影されるように矩形形状であることが
好ましい。
【００２１】 開口板２４はさらに幾つかの切開部４６を具備し、開口板が照射ＬＥＤ１６に
嵌まるようにクリアランスを設けている。円蓋４２と切開部４６は、これらがＬ
ＥＤ１６と接触しないように形成される。図示されている実施例では、各ＬＥＤ
は、はんだ付けされている間、所望の向きに保持されるので、組立工程の間、Ｌ
ＥＤ基部１７の平坦な面が後部板３０の平坦な面に対して押し付けられている。
さらなる側面として、開口板２４は、ＬＥＤ１６および１８によって出射された
光が、モジュールの受光光学システムを妨害するのを阻止するための囲い板５８
を具備する。
【００２２】 開口板２４がＬＥＤ１６および１８の上に配置され後部板３０の方に移動され
た後、光学板２６が枠体１２の開口部１３にスナップ嵌めされる。光学板２６は
、照射ＬＥＤから出射される光を拡散するための拡散体２７を具備する。光学板
２６は、その前面に形成された拡散体２７を有することに加え、その内側面に形
成されるくさび２８をさらに有することもできる。くさび２８は、対象物の照射
の均一性を向上させるように、ＬＥＤ１６からの光を対象物Ｔの角の方に向ける
。
【００２３】 鈎状端部４９を有する弾力のある指状部４８が枠体１２の上部または側部側壁
３１に形成されて、光学板２６を枠体１２にスナップ嵌めできるようにしている
。図示されている実施例において、光学板２６は、弾力のある指状部４８を引っ
張り、光学板を後部板３０の方に押し、それから指状部４８を離すことによって
枠体１２にスナップ嵌めされて、板２６をモジュール１０の所定の位置に固定し
ている。開口板２４は、光学板２６が枠板１２にスナップ嵌めされると開口板２
４を後部板３０の方に押し付けるよう働くスペーサ５２を具備している。スペー
サ５２はさらに、光学板２６に指状部４８が与える力を開口板２４に伝達し、接
着剤またはネジやピンなどの外側機械的固定手段を用いることなく、開口板２４
と光学板２６の両方を枠体１２内で固定する。
【００２４】 モジュール１０の発光光学システムによって投影されることのできる照射パタ
ーンおよび照準パターンの例が図１Ｅに示されている。図１Ｅでは、領域７２が
照射ＬＥＤ１６およびそれに関連する光学部品によって照射される対象領域Ｔ周
りの領域を表し、領域７４は照準ＬＥＤ１８およびそれに関連する光学部品によ
って照射される対象領域周りの領域を表している。図１Ｅの実施例では、照準Ｌ
ＥＤ１８およびそれに関連する光学部品は、対象領域Ｔ上に単一の水平照準線７
４を投影している。
【００２５】 図１Ｅの直線照準パターンは、図１Ａに示すように、水平方向に配向された円
筒レンズ２５が光学板２６の外側面に形成されるように板２６を製造することに
よって生成してもよい。水平方向に向けられた円筒レンズ２５は、スリット開口
４３からの光を視準して、モジュールの視野によって定義される対象物Ｔ上に結
像させるために、板２６がＬＥＤ１８上にあてがわれた時にレンズ２５がスリッ
ト開口４３に対して同延にかつ前方向に位置合わせされるように形成される。
【００２６】 本発明の重要な特徴は、モジュール１０が組み込まれる読取り装置のほぼ全て
の照射素子が、ＰＣＢ１４によって提供されるような図示した単一の回路基板上
に具備されることである。これは、照射素子および画像感知素子が複数の回路基
板上に広がっている図３に示す従来技術の設計とは異なるものである。図３に示
す従来技術の装置では、照準照射光源５３が第１の回路基板５４に取り付けられ
、照射ＬＥＤが第２の回路基板５６に取り付けられ、画像センサ３２は第３の回
路基板５８に取り付けられている。この先行技術の設計によるモジュールは組立
てが難しく、回路基板５４、５６、およびコネクタ５７などの回路基板間の電気
コネクタを含む、本発明の設計には必要とされない重要な構成要素を要するもの
である。画像センサ、照射ＬＥＤ、および照準ＬＥＤを担持する単一の回路基板
を設けることによって、組立てが大幅に簡略化され、材料の消費が減少し、モジ
ュールを製造する全体のコストが減る。
【００２７】 本発明の他の重要な側面は、ある実施例では、画像センサ３２から生成された
信号を処理する回路、画像データをメモリ装置に取り込む回路、取り込んだ画像
データ内に表されているマークを復号かつ／または認識する回路などの、モジュ
ール１０の必要なデータ処理動作をサポートするほぼ全ての電気回路が、単一の
全機能ＰＣＢ１４上に配置されていることである。周辺機器へのデータの直列転
送をサポートするための回路もＰＣＢ１４によって担持されることができる。
【００２８】 本発明による一体型ＰＣＢ構造は、画像センサからの信号を処理する回路、画
像データを取込み復号する回路、および外部機器との直列インタフェースをサポ
ートする回路が１つ以上の回路基板上に広がっている先行技術による従来の設計
とは異なるものである。
【００２９】 図３に示す従来技術による読取り装置の設計では、第１の垂直方向に向けられ
た回路基板５６が、画像センサ３２によって生成された信号を処理する回路を担
持するために設けられ、「母基板」として知られる第２の水平方向に向けられた
回路基板６０が、画像データを格納し記号を復号する回路を担持するために設け
られている。
【００３０】 本発明による１つのＰＣＢ設計は、従来技術による２つのＰＣＢ設計に対して
多くの利点を提供する。従来技術による複数回路基板構造は複雑な組立て手順を
必要とし、第１の回路基板５８はそれが組み込まれる読取り装置の第１の内部構
造に取り付けられ、第２の回路基板は読取り装置の第２の内部構造に取り付けら
れ、それから二つの回路基板が電気的に接続される。二つの回路基板５８、６０
の別々の水平および垂直配向は、空間消費の観点からすると非効率的で、読取り
装置の光学的および電気的素子を組み込むことのできる筐体の構造に制限を課す
。本発明による一つの全機能ＰＣＢ設計は、このような欠点がないものである。
【００３１】 光学読取り装置の必要な電子回路のほぼ全体を単一のプリント回路基板に実装
できるようにするために、枠体の後部板３０の背面はＰＣＢ１４の前面１５から
前方向に延びる電気的素子を収容するように構成されなければならない。従って
、後部板３０の背面は固体画像センサ３２と位置合せされ、これを収容する中央
くぼみ３４、およびＰＣＢ１４の前面から突き出す可能性のある素子かつ／また
は導体などの電気回路を収容するための周辺くぼみ３５を具備することが分かる
であろう。
【００３２】 上述した特徴に加え、モジュール１０の全体的な形状および構造に関する特徴
によって、さらなる利点が生じることが分かるであろう。図１Ｃおよび図１Ｄに
最もよく示されるように、枠体１０の側壁３１および３１’はＰＣＢ１４および
板２６とともに、実質的に三次元の矩形形状の全体形状を有するモジュールを定
める。三次元矩形形状は、従来技術のある光学読取り装置撮像モジュールの形状
に比べて非常に空間効率がよい。図３を再び参照すると、従来技術による撮像モ
ジュール５２は、このモジュール５２の主筐体から外側に突き出る部材５３およ
び部材５６などの部材を含んでおり、かなり凹凸があることが分かる。本発明に
よるモジュールの体積節約型の三次元矩形構造では、従来技術による凹凸のある
撮像モジュール設計で可能であったよりも小さい内部体積を持つ光学読取り装置
筐体にモジュールを簡単に組み込めるようになる。モジュールの体積節約型三次
元矩形形状は、より小さい体積の光学読取り装置筐体内へのモジュールの組込み
を簡単にすることに加え、このモジュールを、モジュールを複数含む格納部へ簡
単に実装可能とする。
【００３３】 モジュール１０の外側構造に関する他の特徴は、モジュール１０の定められた
外壁がモジュールの比較的壊れやすくデリケートな内部素子を保護し、これらに
対する損傷を防ぐための格納部として作用することである。図１Ａないし図１Ｄ
に示す実施例では、モジュール１０の全ての光源、画像センサ３２などのほぼ全
ての壊れやすいデリケートな素子が側壁３１、３１’、ＰＣＢ１２，および側壁
３１、３１’と光学板２６の組合せによって定められた実質的に剛性の格納構造
の内側に配置されている。
【００３４】 側壁３１、３１’とＰＣＢ１４の組合せ、かつ／または側壁３１、３１’と光
学板２６の組合せによって提供されたモジュールのデリケートな内部素子の実質
的に剛性の格納部により、搬送の間にモジュールを気泡紙または発泡粒子などの
緩衝材で包む必要がなくなり、デリケートな内部素子に損傷を与える実質的なリ
スクを伴うことなく、モジュールをある場所から別の場所へ安全に運搬できる。
【００３５】 重要なことに、格納部を定める２つの剛性の平担部材、すなわちＰＣＢ１４お
よび光学板２６は、格納機能以外にもモジュール１０の動作にとって重要な機能
を提供する。ＰＣＢ１４と光学板２６を、それぞれの電気信号処理および光学機
能に加えて格納機能を提供するように配置することにより、モジュールのコスト
は、別々の剛性の部材が、ＰＣＢ１４および／または板２６によって提供される
格納機能を提供するようにモジュール１０に配置されているモジュールのコスト
に比べて低くなる。
【００３６】 本発明を組み込むことのできる光学読取り装置の１タイプを図示するブロック
図が、図１Ｆを参照して説明される。
【００３７】 光学読取り装置１１０は、一次元または二次元バーコードシンボルなどの対象
物Ｔを照射するための照射機体１２０と、対象物Ｔの画像を受信し、そこで光学
的に符号化されたデータを示す電気出力信号を生成する撮像機体１３０とを具備
する。照射機体１２０は、例えば、１つ以上のＬＥＤなどの照射光源機体１２２
と、１つ以上のレンズなどの照射光学機体１２４と、光源１２２からの光を対象
物Ｔの方向に向けるための反射板または拡散体などの他の光学素子およびくさび
２７、２８とを具備することができる。図１Ａないし図１Ｄの実施例における照
射機体は、ＬＥＤ１６によって完全に提供されている。周囲の光レベルが充分に
高くて高画質の対象物Ｔの画像を撮像できるようであれば、照射機体１２０は除
去してもよい。撮像機体１３０は、一次元または二次元ＣＣＤ，ＣＭＯＳ，ＮＭ
ＯＳ，ＰＭＯＳ，ＣＩＤまたはＣＭＤ固体画像センサなどの画像センサ１３２、
および対象物Ｔの画像を受信して画像センサ１３２上に結像するための撮像光学
機体１３４を具備することができる。図１Ｆに示すアレイをベースとした撮像機
体は、複数のレーザ光源、走査機構、発光および受光光学部品、少なくとも一つ
の光検出器およびこれに伴う信号処理回路からなるレーザアレイをベースとした
撮像機体に置き換えてもよい。
【００３８】 図１Ｆの光学読取り装置１１０は、好ましくは集積回路マイクロプロセッサ１
４２および特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ１４４）からなるプログラマブル制
御装置１４０も具備するものであってもよい。ＡＳＩＣ１４４の機能は、書換え
可能ゲートアレイ（ＦＰＧＡ）によって提供されることもできるであろう。プロ
セッサ１４２およびＡＳＩＣ１４４は、いずれも、読み書き用ランダムアクセス
記憶装置またはＲＡＭ１４６や、消去可能読み取り専用記憶装置またはＥＰＲＯ
Ｍ１４７のようなメモリ素子からなることのできるメモリ装置１４５に格納され
たプログラムに従ってデータを受信、出力および処理することのできるプログラ
マブル制御装置である。ＲＡＭ１４６は、通常、少なくとも１つの揮発性メモリ
装置からなるが、１つ以上の長期不揮発性メモリ装置からなることもできる。プ
ロセッサ１４２およびＡＳＩＣ１４４はまた、共通バス１４８に接続され、これ
を介してアドレスデータなどのプログラムデータおよび動作データが受信され、
いずれかの方向に向かって、ここに接続されている任意の回路に送信されること
ができる。しかし、プロセッサ１４２およびＡＳＩＣ１４４は、どのように作ら
れどのように使用されるか互いに異なるものである。
【００３９】 さらに詳細に説明すると、プロセッサ１４２は、汎用標準ＶＬＳＩ集積回路マ
イクロプロセッサであることが好ましく、これは図２の回路の全体的な制御を行
うが、そのほとんどの時間をＥＲＯＭ１４７に格納されたプログラムデータに従
ってＲＡＭ１４６に格納された画像データを復号することに当てている。一方、
プロセッサ１４４は、プログラム可能論理またはゲートアレイなどの特定用途向
けＶＬＳＩ集積回路であることが好ましく、画像データの復号以外の機能にその
時間を当てて、プロセッサ１４２がこれらの機能を行う負担から免れるようにプ
ログラムされている。
【００４０】 プロセッサ１４２とプロセッサ１４４の実際の作業配分は、利用できる標準仕
様のマイクロプロセッサの種類、使用される画像センサの種類、画像データが撮
像機体１３０によって出力される速度などに当然左右されるであろう。しかし、
原則として、プロセッサ１４２とプロセッサ１４４の間で何らかの特別な作業配
分が行われなかったり、あるいはそのような配分を全く行わないことを要求する
ようなことはない。もし汎用プロセッサ１４２が本発明で考えられている機能の
全てを行うのに充分なほど速くて充分性能がよければ、特定用途向けプロセッサ
１４４を完全に除去することができるからである。従って、使用されるプロセッ
サの数も、それらの間での作業配分も、本発明のためには何らの基本的な重要性
も持たないことは理解されるであろう。
【００４１】 図１Ｆに示すタイプのプロセッサ構造では、プロセッサ１４２とプロセッサ１
４４との間の典型的な作業配分は以下の通りである。プロセッサ１４２は、画像
データを復号する、ひとたびこのようなデータがＲＡＭ１４６に格納されると光
学式文字認識（ＯＣＲ）方式により格納された画像データに表わされた文字を認
識する、メニュー選択および再プログラム機能を操作する、トリガ１７４および
キーボード１７８などの素子からなることのできる制御／データ入力装置１３９
から受信したコマンドおよびデータを処理する、全体のシステムレベルを一致さ
せる、などの作業に主に専念することが好ましい。プロセッサ１４４は、画像取
込み工程、Ａ／Ｄ変換工程、およびＤＭＡ通信路を介してメモリ１４６および１
４７にアクセスする機能を含む画像データの格納を制御することに主に専念する
ことが好ましい。プロセッサ１４４は、多くのタイミングおよび通信動作を行う
こともできる。プロセッサ１４４は、例えば、ＬＥＤ１２２の照射、画像センサ
１３２およびアナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換器１３６のタイミング、および
ＲＳ−２３２、イーサネット（登録商標）などのネットワーク、またはＵＳＢ（
または他の）コンパチブルＩ／Ｏインタフェース１３７などのシリアルバスを介
した読取り装置１１０の外部にあるプロセッサに対するデータの送受信、および
ポケットベル（登録商標）、良好読取りＬＥＤかつ／またはディスプレイ１８２
などの液晶表示装置によって提供され得る表示モニタなどの外部装置１３８を介
したユーザ認知可能データの出力を制御することができる。出力、表示、および
Ｉ／Ｏ機能の制御は、バスドライバＩ／Ｏ１３７’および出力／表示装置１３８
’によって示唆されるように、プロセッサ１４２とプロセッサ１４４の間で分担
することもできるし、あるいはマイクロプロセッサシリアルＩ／Ｏポート１４２
Ａ、１４２Ｂ、およびＩ／Ｏ１３７”および表示装置１３８”によって示唆され
るように、二重にすることもできる。先に説明したように、この作業配分の詳細
は、本発明にとって何ら重要でない。
【００４２】 図１Ａないし図１Ｄを参照して説明した本発明の一実施例の特徴によれば、図
１Ｆを参照して説明したほぼ全ての電気信号処理要素は、図１Ｆび破線枠１４で
示されるように、単一の回路基板ＰＣＢ１４によって担持されることができる。
図１Ｅの電気信号処理要素のほぼ全てを単一のＰＣＢ１４に組み込むためには、
通常、幾つかの電気的要素を、より少ない数の電気的要素に統合する必要がある
。例えば、公知の集積回路製造技術を用いれば、素子１４２、１４４、１４６お
よび１４７、およびインタフェース１３７、１３７’および１３７”を、より小
さいサイズの単一集積回路チップに組み込むことができる。さらに、IEEEコンピ
ュータ協会（IEEE Micro）、Volume 18、Number 3、1998年５月/６月の「チップ
上のデジタルカメラシステム（Digital Camera System on a Chip）というタイ
トルのEric R. Fossumによる記事に説明されているように、画像センサ１３２、
信号処理素子１３５、１３６および素子１４２、１４４、１４６、１３７、１３
７’、１３７”は、より小さいサイズの単一集積回路に組み込んでもよい。
【００４３】 図２Ａないし図２Ｈは、本発明を組み込むことのできる筐体のタイプの例を示
している。図２Ａおよび図２Ｂは一次元光学読取り装置１１０−１を示し、図２
Ｃないし図２Ｈは二次元光学読取り装置１１０−２、１１０−３および１１０−
４を示している。光学読取り装置１１０−１ないし１１０−４のそれぞれの筐体
１１２は、人の手で握ることができるようになされていて、画像取込みおよび複
号化かつ／または画像取込みおよび文字認識動作を起動させるための少なくとも
一つのトリガスイッチ１７４が組み込まれている。読取り装置１１０−１、１１
０−２および１１０−３は、他のデータ収集装置またはホストプロセッサなどの
外部装置との通信のためのハードワイヤード通信リンク１７８を具備し、読取り
装置１１０−４は、他のデータ収集装置またはホストプロセッサなどの外部装置
との無線通信を提供するためのアンテナ１８０を具備している。
【００４４】 上記の要素に加え、読取り装置１１０−３および１１０−４はそれぞれ、ユー
ザに情報を表示するためのディスプレイ１８２、およびユーザがコマンドおよび
データを読取り装置に入力できるようにするキーボード１８４を具備している。
【００４５】 スキャン台１９０に合体された一般的な光学読取り装置１１０を示す図２Ｉに
図示するように、図２Ａないし２Ｈを参照して説明した読取り装置の任意の一つ
を定置位置に搭載することができる。スキャン台１９０は、表示モード走査のた
めの携帯用光学読取り装置１１０に適合する。表示モードにおいて、読取り装置
１１０は定置位置に保持され、マークが表示されている物品は、読取り装置１１
０の視野を横切るように移動される。
【００４６】 本発明は、好ましい実施例を参照して詳細に説明されたが、本発明はこの通り
の実施例に限定されるものではないことは理解されるであろう。むしろ、本発明
を実施する最良の態様を記載したこの開示に鑑みて、以下の請求の範囲に定義さ
れる本発明の範囲および精神から逸脱することなく、多くの修正および変更が当
業者に提示されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１Ａ】 本発明における画像取り込みモジュールの組み立てを示す、正面斜視組み立て
図である。
【図１Ｂ】 本発明における画像取り込みモジュールの組み立てを示す、背面斜視組み立て
図である。
【図１Ｃ】 本発明における、組み立てられた画像取り込みモジュールの正面斜視図である
。
【図１Ｄ】 本発明における、組み立てられた画像取り込みモジュールの背面斜視図である
。
【図１Ｅ】 本発明におけるモジュールにより投影された照射及び照準パターンを表す図で
ある。
【図１Ｆ】 本発明の機能及び制御的特徴を示すブロック図である。
【図２Ａ】 本発明が組み込まれるべき種々の光学読取り装置筐体を示す斜視図である。
【図２Ｂ】 本発明が組み込まれるべき種々の光学読取り装置筐体を示す斜視図である。
【図２Ｃ】 本発明が組み込まれるべき種々の光学読取り装置筐体を示す斜視図である。
【図２Ｄ】 本発明が組み込まれるべき種々の光学読取り装置筐体を示す斜視図である。
【図２Ｅ】 本発明が組み込まれるべき種々の光学読取り装置筐体を示す斜視図である。
【図２Ｆ】 本発明が組み込まれるべき種々の光学読取り装置筐体を示す斜視図である。
【図２Ｇ】 本発明が組み込まれるべき種々の光学読取り装置筐体を示す斜視図である。
【図２Ｈ】 本発明が組み込まれるべき種々の光学読取り装置筐体を示す斜視図である。
【図２Ｉ】 本発明が組み込まれるべき種々の光学読取り装置筐体を示す斜視図である。
【図３】 従来の複数回路基板配置を示す、従来の読取り装置の側面図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ， ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ， ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＢＺ，Ｃ Ａ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ ，ＤＺ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ， ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，Ｋ Ｅ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ， ＭＷ，ＭＸ，ＭＺ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，Ｒ Ｕ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ， ＺＡ，ＺＷ (72)発明者 カール ダブルュー ガースト アメリカ合衆国 ニューヨーク州 13152 スカニートレス イースト ジェネシー ストリート 80 (72)発明者 ヴィヴィアン エル ハンター アメリカ合衆国 ニューヨーク州 13027 ボールドウィンズヴィル インクラネイ ション ドライブ 3732 (72)発明者 メルヴィン ディー マカール アメリカ合衆国 ニューヨーク州 13077 ホーマー イースト ホーマー−ボルテ ィモア ロード 5481 (72)発明者 ブルース エル ハーン アメリカ合衆国 ニューヨーク州 13215 シラキュース ウェストブルック ヒル ズ ドライブ 433 Ｆターム(参考） 5B072 CC21 CC24 CC38 DD01 GG07 JJ09 JJ11 LL01 LL11 LL18 MM01 MM12 5C072 AA01 CA05 DA02 DA16 EA05 PA04 PA08 XA10

Claims (28)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 枠体と、該枠体に搭載された回路基板と、該回路基板により
    担持された画像センサと、対象領域を照らす少なくとも１つの照射光源とを備え
    た撮像モジュールであって、 上記画像センサと上記少なくとも１つの照射光源の両方が上記回路基板上に搭
    載されていることを特徴とするモジュール。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載のモジュールにおいて、 上記回路基板により担持されている画像センサを収容かつ位置合わせするため
    の後部板を備えたことを特徴とするモジュール。
  3. 【請求項３】 請求項１に記載のモジュールにおいて、 上記画像センサを収容するための後部板を備え、上記少なくとも１つの照射光
    源は該後部板を貫通して伸びるリード線を有することを特徴とするモジュール。
  4. 【請求項４】 請求項１に記載のモジュールにおいて、 少なくとも１つの光源は、上記回路基板に搭載され垂直及び水平に離れて配置
    された４つのＬＥＤからなることを特徴とするモジュール。
  5. 【請求項５】 請求項１に記載のモジュールにおいて、 該モジュールの上面、底面、及び側面は上記枠体の側壁によって定められ、該
    モジュールの背面は上記回路基板によって定められていることを特徴とするモジ
    ュール。
  6. 【請求項６】 枠体と、該枠体に搭載された回路基板と、画像センサと、少
    なくとも１つの照射光源と、少なくとも１つの照準光源とを備えた撮像モジュー
    ルであって、 上記画像センサ、少なくとも１つの照射光源、及び少なくとも１つの照準光源
    のそれぞれが上記回路基板に搭載されていることを特徴とするモジュール。
  7. 【請求項７】 請求項６に記載のモジュールにおいて、 上記回路基板により担持されている画像センサを収容かつ位置合わせするため
    の後部板をさらに備えたことを特徴とするモジュール。
  8. 【請求項８】 請求項６に記載のモジュールにおいて、 上記画像センサを収容するための後部板をさらに備え、上記少なくとも１つの
    照射光源は該後部板を貫通して伸びるリード線を有することを特徴とするモジュ
    ール。
  9. 【請求項９】 請求項６に記載のモジュールにおいて、 上記少なくとも１つの光源は、上記回路基板に搭載され、垂直及び水平に離れ
    て配置された４つのＬＥＤからなることを特徴とするモジュール。
  10. 【請求項１０】 請求項６に記載のモジュールにおいて、 該モジュールの上面、底面、及び側面は上記枠体の側壁によって定められ、該
    モジュールの背面は上記回路基板によって定められていることを特徴とするモジ
    ュール。
  11. 【請求項１１】 枠体と、該枠体に搭載された回路基板と、画像センサと、
    対象領域を照らす少なくとも１つの照射光源とを備えた撮像モジュールであって
    、 上記モジュールは、少なくとも１つの平坦光学素子を備え、 上記枠体は、該光学素子を枠体内の定位置に収容かつ固定するための弾力性の
    ある指状部を備えた側壁からなることを特徴とするモジュール。
  12. 【請求項１２】 請求項１１記載のモジュールにおいて、 上記１つの平坦光学素子は、上記少なくとも１つの照射光源からの光を拡散さ
    せるための拡散体を担持することを特徴とするモジュール。
  13. 【請求項１３】 請求項１１記載のモジュールにおいて、 上記少なくとも１つの照射光源は、垂直及び水平に離れて配置された４つのＬ
    ＥＤからなり、上記平坦光学素子は４つの拡散体を担持し、各拡散体はこれらＬ
    ＥＤのうちの１つから出射された光を拡散することを特徴とするモジュール。
  14. 【請求項１４】 枠体と、該枠体に搭載された回路基板と、画像センサと、
    対象領域を照らす少なくとも１つの照射光源とを備えた撮像モジュールであって
    、 上記回路基板は、上記画像センサと、該モジュールが組み込まれるべき光学読
    取り装置の基本的にすべての画像センサ信号処理回路及び復号回路とを担持する
    ことを特徴とするモジュール。
  15. 【請求項１５】 枠体と、該枠体に搭載された回路基板と、画像センサと、
    対象領域を照らす少なくとも１つの照射光源とを備えた撮像モジュールであって
    、 上記枠体は、実質的に剛性の上部、底部、及び側部側壁を有し、該側壁及び上
    記回路基板がモジュールの外壁を定めることを特徴とするモジュール。
  16. 【請求項１６】 請求項１５記載のモジュールにおいて、 上記側壁及び回路基板は実質的に三次元の矩形形状を定めることを特徴とする
    モジュール。
  17. 【請求項１７】 請求項１５記載のモジュールにおいて、 上記側壁及び回路基板は、部分的に封鎖された収納領域を定めるものであり、 上記画像センサ及び上記少なくとも１つの照射光源は、これらが構造的に上記
    側壁と回路基板により保護されるように、該収納領域に収納されていることを特
    徴とするモジュール。
  18. 【請求項１８】 枠体と、該枠体に搭載された回路基板と、画像センサと、
    対象領域を照らす少なくとも１つの照射光源とを備えた撮像モジュールであって
    、 上記枠体は、上記画像センサを収容かつ位置合わせするための中央くぼみを有
    する後部板を備えたことを特徴とするモジュール。
  19. 【請求項１９】 請求項１８記載のモジュールにおいて、 上記後部板は、上記回路基板から前方に出ている電気素子を組み入れるための
    、少なくとも１つの側面くぼみをさらに備えたことを特徴とするモジュール。
  20. 【請求項２０】 枠体と、該枠体に搭載された回路基板と、画像センサと、
    対象領域を照らす少なくとも１つの照射光源とを備えた撮像モジュールであって
    、 上記モジュールは、一対の照準光源と、該照準光源の前方に配置された一対の
    スリット開口とをさらに備えたことを特徴とするモジュール。
  21. 【請求項２１】 請求項２０記載のモジュールにおいて、 該モジュールは、上記スリット開口を定める開口板を備え、該開口板は上記照
    準光源上を覆うように配置されていることを特徴とするモジュール。
  22. 【請求項２２】 請求項２０記載のモジュールにおいて、 該モジュールは、上記照準光源に適合する円蓋を有する開口板を備え、上記ス
    リット開口は該円蓋において定められていることを特徴とするモジュール。
  23. 【請求項２３】 請求項２０記載のモジュールにおいて、 該モジュールは、上記一対のスリット開口の前方に配置された、該スリット開
    口を対象物上に結像するための一対のレンズ素子を備えたことを特徴とするモジ
    ュール。
  24. 【請求項２４】 請求項２０記載のモジュールにおいて、 上記レンズ素子は、上記枠体に収容された光学板上に形成されていることを特
    徴とするモジュール。
  25. 【請求項２５】 回路基板と、該回路基板により担持された画像センサと、
    複数のリード線を有する光源とを備えた撮像モジュールであって、 上記複数のリード線は、上記光源の一部が上記画像センサの上面に対向するよ
    うに、画像センサの側部に隣接しかつ上記回路基板に搭載されており、それによ
    り該モジュールが占める空間が節約されるとこと特徴とするモジュール。
  26. 【請求項２６】 対象物を特定する視野を持つ撮像機体と、照射機体からな
    る光学読取り装置において、 該照射機体は、 それぞれの列が少なくとも２つのＬＥＤからなる、少なくとも二列のＬＥＤと
    、 該ＬＥＤの前方に位置し、該ＬＥＤからの光を拡散するための拡散体と該ＬＥ
    Ｄからの光を上記対象物のコーナーに向けるためのくさびからなる照射光学機体
    、とを含むことを特徴とする読取り装置。
  27. 【請求項２７】 請求項２６記載の読取り装置において、 上記光学機体は、光入射面及び光出射面を有する光学板上に設けられ、上記拡
    散体は、該光出射面上に形成され、上記くさびは、該光出射面上に形成されるこ
    とを特徴とする読取り装置。
  28. 【請求項２８】 請求項２６記載の読取り装置において、上記照射機体にお
    ける拡散体とＬＥＤとは１対１の対応であることを特徴とする読取り装置。
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