JP4218484B2 - 光学情報読取装置 - Google Patents

Description

本発明は、情報コードからの反射光を結像するための結像レンズと、この結像レンズによる像を取込む受光センサとを備える光学情報読取装置に関する。

光学情報例えばバーコードや二次元コードを読取るためのハンディタイプの光学情報読取装置は、例えば手持ち可能に構成された本体ケース内に、受光センサ、結像レンズを有する結像光学部、照明装置等からなる読取機構を備えて構成されている。これにて、照明装置により、本体ケースの先端部の読取口から読取対象（例えばバーコード）に対して照明光を照射し、その反射光を読取口から入射して、結像光学部を介して受光センサにより撮像するようになっている。

この場合、光学情報の読取距離（装置から読取対象までの距離）は、装置に組込まれている結像光学部の光学特性（主として焦点距離）により予め決まったもの（ある程度の幅を有する）となり、従って、ユーザは、読取対象に対して装置（読取口）を適切な読取距離（合焦位置）に位置させて読取作業を行うようになっている。これに対して、近年では、読取可能距離の範囲を広げるべく、レンズ系を移動させて合焦位置を可変とする自動焦点調節機構を設けることが考えられている。その具体例として、ボールネジ機構及びステッピングモータにより、レンズ系をその光軸方向に移動させて合焦位置を調節する構成のものが考えられている（例えば特許文献１参照）。
特開平７−３１９９９０号公報

しかしながら、上記従来の自動焦点調節機構では、いわば無段階に合焦位置を変更することができるメリットがある反面、機構及び制御が比較的複雑であり、特に、レンズを直線に沿って移動させるものでは、駆動機構が複雑になり装置が大型化し、また、移動部が重くなるので応答速度が遅くなるといった不具合があった。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、読取可能距離を広範囲とすることができると共に、そのための構成を簡単で且つ比較的小形に済ませることができる光学情報読取装置を提供するにある。

上記目的を達成するために、本発明の光学情報読取装置は、情報コードからの反射光を結像するために所定位置に固定された結像レンズと、この結像レンズによる像を取込む前記結像レンズと所定の位置関係にある受光センサとを具備するものにあって、前記結像レンズと受光センサとの間に設けられ前記反射光の光路を複数回折曲げる光路折曲手段と、この光路折曲手段の位置を変位させる移動手段とを備え、前記移動手段により光路折曲手段の位置を変位させることによって前記結像レンズと受光センサとの間の光路長が変化するように構成されており、さらに、前記情報コードまでの距離を計測する距離測定手段を備えると共に、その距離測定手段の測定結果に応じて前記移動手段を駆動制御する制御手段を備え、前記距離測定手段は、ポインタ光の出射方向が読取視野の左右の外縁線に対して小さい角度を有し、前記結像レンズ及び受光センサによる読取視野の内側に位置して読取対象の左右部位にポインタ光を照射するポインタ光照射部を備え、前記ポインタ光照射部によるポインタ光照射時の画像を前記受光センサにより取込みその撮影画像データからポインタ光の位置を検出し、左右のポインタ光の間隔を求め、その間隔から距離を判断するように構成されているところに特徴を有する（請求項１の発明）。

これによれば、情報コードからの反射光は、結像レンズを通った後、光路折曲手段によって複数回折曲げられて受光センサに入射されるようになる。この場合、移動手段により光路折曲手段の位置を変位させることによって、結像レンズと受光センサとの間の光路長が変化するようになり、もって、適切な読取距離（合焦位置）が変化し、この結果、読取可能距離の範囲を広げることができる。そしてこのとき、結像レンズと受光センサとの間に設けられる光路折曲手段は、光路を複数回折曲げるように構成されているので、結像レンズの光軸方向に大形となることを防止してコンパクトに配置することができると共に、光路折曲手段の移動距離が小さくても光路長を大きく変化させることができる。さらに、情報コードまでの距離を計測する距離測定手段を設けると共に、その距離測定手段の測定結果に応じて移動手段を駆動制御する制御手段を設けたので、読取距離を、ユーザの目測等によらずとも自動で計測することができ、それに応じた合焦位置を得るべく、適切な光路折曲手段の位置変更を自動で行なうことが可能となる。

より具体的には、第１に、光路折曲手段を、入射側と出射側とが平行であって光路の向きが逆となるように光路を折返す少なくとも２つの反射面を備えて構成することができる（請求項２の発明）。これによれば、反射面の移動距離の２倍又はそれ以上の長さで光路長を変化させることができる。この場合、光路折曲手段を、光路を９０度ずつ２回折曲げる反射面を少なくとも１組備えて構成することができる（請求項３の発明）。更にこのとき、反射面が折曲げる光路を、結像レンズの光軸と平行又は直角に構成することができる（請求項４の発明）。また、上記反射面を、反射鏡あるいはプリズムにより構成することができる（請求項５の発明）。

第２に、光路折曲手段を、光路を交差するように折曲げる２枚の反射鏡を備えて構成すると共に、移動手段を、それら２枚の反射鏡を夫々結像レンズ及び受光センサの光軸に沿う方向に移動させるように構成することができる（請求項６の発明）。これによれば、結像レンズから受光センサまでの光路を交差させることができるので、結像レンズと受光センサとを近接して設けるなど、それらの配置の自由度を高めることができる。

このとき、２枚の反射鏡を連結した状態に設け、移動手段により一体的に変位させるように構成したり（請求項７の発明）、２枚の反射鏡を１つの駆動源により同時に同等の距離だけ移動させるように構成したり（請求項８の発明）することができ、いずれも、反射鏡の移動量に比べて大きな光路長の変化が得られるので、移動手段の構成を簡単に済ませることができる。

またこの場合、２枚の反射鏡によって折曲げられる光路を、各反射鏡の２つの反射点と交差点とが二等辺三角形をなすように構成しても良く（請求項９の発明）、さらには、結像レンズ及び受光センサを、それらの光軸が直交するように配置し、２枚の反射鏡によって折曲げられる光路を、各反射鏡の２つの反射点と交差点とが直角二等辺三角形をなすように構成することもできる（請求項１０の発明）。

以下、本発明を手持ち式（ハンディタイプ）の二次元コード読取装置に適用したいくつかの実施例について、図面を参照しながら説明する。
＜第１の実施例＞
まず、本発明の第１の実施例について、図１ないし図６を参照して述べる。

本実施例に係る光学情報読取装置たる二次元コード読取装置は、図２に一部示すように、ユーザが片手で持って操作可能な大きさの縦長形状をなす本体ケース１内の先端側部分に、後述するように、商品に付されたラベルＰ（図５，図６参照）等の読取対象に記録された例えばＱＲコード等の二次元コードＱ（図１，図３参照）を読取るための光学機構（読取機構）を備えて構成される。前記本体ケース１の先端面部には、矩形状をなし透光性を有する読取口１ａが設けられている。

前記光学機構は、受光センサ２、結像レンズ３、それらの間に設けられた後述する合焦位置調整機構４、照明部５、これも後述するポインタ光照射部６（図５参照）などから構成されている。図１、図３、図５にも示すように、そのうち受光センサ２は、例えばＣＣＤエリアセンサからなり、本体ケース１内の中央部に前記読取口１ａを向いて配設されている。また、前記結像レンズ３は、前記受光センサ２の前方に配設されている。詳しい図示及び説明は省略するが、この結像レンズ３は、鏡筒内に複数枚のレンズを配設して構成されている。このとき、結像レンズ３の光軸Ｏは、前記読取口１ａ面の中心を直交するように延びており、前記受光センサ２は光軸Ｏの延長線上にその中心を一致させるように配設されている。

前記照明部５は、照明光源となるＬＥＤ７と、このＬＥＤ７の前部に配置され該ＬＥＤ７から発せられた光を集光及び拡散する照明用レンズ８とを、前記結像レンズ３の周囲部に前記読取口１ａを向けて複数組配設して構成されている。これにて、照明部５によって読取口１ａを通して読取対象（例えばラベルＰ）に記された二次元コードＱに照明光が照射され、二次元コードＱからの反射光が読取口１ａを通して入射され、前記結像レンズ３及び合焦位置調整機構４を介して受光センサ２上に結像され、以て、二次元コードＱが読取られるようになっているのである。

図６は、本実施例の二次元コード読取装置の電気的構成を概略的に示しており、本体ケース１内には、マイコンを主体として構成され、全体の制御やデコード処理等を行う制御回路２１が設けられている。この制御回路２１は、増幅回路１００、Ａ／Ｄ変換回路１０１、メモリ１０２、特定比検出回路１０３、同期信号発生回路１０４、アドレス発生回路１０５などを制御するようになっている。これにて、受光センサ２による撮像信号は、増幅回路１００にて増幅され、Ａ／Ｄ変換回路１０１にてデジタル信号に変換されて画像データとしてメモリ１０２に記憶される。またこのとき、特定比検出回路１０３にて画像データ中の特定パターンが検出されるようになっている。前記受光センサ２及び特定比検出回路１０３、アドレス発生回路１０５には、同期信号発生回路１０４から同期信号が与えられるようになっている。

また、本体ケース１の上面部には、ユーザが各種入力指示を行うための操作スイッチ２２、報知用のＬＥＤ２３、液晶表示器２４などが設けられている。また、本体ケース１内には報知用のブザー２５や外部との通信を行うための通信インタフェイス２６、駆動電源となる二次電池２７なども設けられている。さらに、本体ケース１の側面部には、読取指示用のトリガスイッチ２８が設けられている。尚、このトリガスイッ２８は、例えば２段階での押圧操作が可能とされ、第１段の押圧操作（いわゆる半押し状態）で、後述する計測動作が実行され、第２段の押圧操作で読取動作が実行されるようになっている。

さて、前記合焦位置調整機構４について、図１、図３〜図５も参照して詳述する。図１、図３に示すように、この合焦位置調整機構４は、前記結像レンズ３から受光センサ２に至る反射光の光路Ｒを複数回この場合４回折曲げる光路折曲手段としての第１〜第４の４枚の反射鏡９〜１２を備えて構成される。

具体的には、第１の反射鏡９は、上記結像レンズ３の光軸Ｏに対してその反射面を４５度傾けて配置され、上面から見て、入射した反射光を９０度右方（図１，３で上側）に折曲げるように反射させるようになっている。第２の反射鏡１０は、前記第１の反射鏡９の右方（図で上側）にその反射面が平行に対向するように配置され、第１の反射鏡９からの光を９０度後方（図で右側）に折曲げるように反射させるようになっている。

第３の反射鏡１１は、前記第２の反射鏡１０に隣り合ってその反射面が該第２の反射鏡１０の反射面と直角をなすように配置され、第２の反射鏡１０からの光を９０度左方（図で下側）に折曲げるように反射させるようになっている。第４の反射鏡１２は、前記第１の反射鏡９に隣り合ってその反射面が前記第３の反射鏡１１の反射面と平行に対向するように配置され、第３の反射鏡１１からの光を９０度後方（図で右側）に折曲げて出射させるようになっている。

従って、合焦位置調整機構４は、光路Ｒを９０度ずつ２回折曲げる反射面（反射鏡）を２組備えて構成されることになる。また、合焦位置調整機構４は、全体として入射側と出射側とが平行（この場合同軸）となるように光路Ｒを折返しており、更には、各反射鏡９〜１２が折曲げる光路Ｒは、前記結像レンズ３の光軸Ｏと平行あるいは直角とされるようになっている。

このとき、前記第１の反射鏡９と第４の反射鏡１２とは連結され、本体ケース１内に固定的に設けられている。これに対し、第２の反射鏡１０と第３の反射鏡１１とが一体的に連結され、これらは左右方向（矢印Ａ方向及び矢印Ｂ方向）に移動可能に設けられている。そして、これら第２及び第３の反射鏡１０及び１１は、後述する移動手段としての移動機構１３により矢印Ａ及びＢ方向に自在に移動され、その位置が変位されるようになっているのである。

これにて、固定側の反射鏡９、１２と可動側の反射鏡１０、１１との間の間隔ａが変化し、以て、前記結像レンズ３と受光センサ２との間の光路長が変化するようになっている。この場合、図３に示すように、結像レンズ３と受光センサ２との間の物理的な距離をｂとすると、光路長は、２ａ＋ｂとなる。つまり、第２、第３の反射鏡１０、１１の位置が変化すると、光路長は、その変位量の２倍の長さ変化するようになる。

本実施例では、図１に示すように、第２、第３の反射鏡１０、１１は、間隔ａの異なる例えば３つの定められた位置のいずれかに停止されるようになっており、それら停止位置によって結像レンズ３と受光センサ２との間の光路長が変化し、これにより、適切な読取距離（合焦位置つまり読取りに適した読取口１ａから読取対象（ラベルＰ）までの距離）が変化するようになっている。

即ち、図１（ａ）は、第２、第３の反射鏡１０、１１が第１の停止位置に停止した状態を示しており、このときには、固定側の反射鏡９、１２との間隔ａ１が比較的小さくなり、適切な読取距離Ｌ１が例えば３００ｍｍ±７０ｍｍと長くなるようになっている。図１（ｂ）は、第２、第３の反射鏡１０、１１が第２の停止位置に停止した状態を示しており、このときには、固定側の反射鏡９、１２との間隔ａ２が中間的な長さとなり、読取距離Ｌ２が例えば２００ｍｍ±５０ｍｍと中間的な距離とされるようになっている。図１（ｃ）は、第２、第３の反射鏡１０、１１が第３の停止位置に停止した状態を示しており、このときには、固定側の反射鏡９、１２との間隔ａ３が比較的大きくなり、読取距離Ｌ３が例えば１２０ｍｍ±３０ｍｍと短くなるようになっている。

図４は、前記第２、第３の反射鏡１０、１１を矢印Ａ及びＢ方向に移動させるための移動機構１３、及び、その移動機構１３を駆動するための駆動回路１４の構成を概略的に示している。前記移動機構１３は、固定的に設けられる電磁石１５と、この電磁石１５により矢印Ａ、Ｂ方向に駆動される移動子１６とを備え、その移動子１６の一端に前記第２、第３の反射鏡１０、１１が取付けられている。この場合、前記移動子１６は、永久磁石を備えて構成され、例えば一端側がＮ極、他端側がＳ極とされている。

そして、前記駆動回路１４は、前記制御回路２１からの駆動信号を、第１の反転回路１７及び第１の増幅回路１８を介して前記電磁石１５の一方の端子に与えると共に、前記第１の反転回路１７の出力信号を第２の反転回路１９及び第２の増幅回路２０を介して前記電磁石１５の他方の端子に与えるように構成され、更に、前記制御回路２１からのイネーブル信号（ＥＮ）が前記第１及び第２の増幅回路１８及び２０に与えられるようになっている。

これにて、制御回路２１からの駆動信号及びイネーブル信号に基づいて駆動回路１４から移動機構１３の電磁石１５に駆動パルスが与えられ、これにより、移動子１６が駆動パルス数に応じた量だけ矢印Ａ及びＢ方向に移動されると共に、移動子１６がその位置に保持されるようになっている。従って、前記制御回路２１により、前記第２、第３の反射鏡１０、１１は、第１、第２、第３のいずれかの停止位置に選択的に移動されるようになっているのである。

更に、本実施例では、図５に示すように、本体ケース１（読取口１ａ）と読取対象（ラベルＰ）との間の距離を計測する距離測定手段が設けられる。即ち、図５（ａ）に示すように、前記結像レンズ３の近傍には、左右一対の例えばＬＤ（レーザダイオード）等からなるポインタ光照射部６が斜め方向を向くようにして設けられている。これらポインタ光照射部６は、結像レンズ３及び受光センサ２による読取視野Ｖの内側に位置して、読取口１ａを通して読取対象（ラベルＰ）の左右部位にポインタ光（例えば赤色のスポット光）を照射するようになっている。

このとき、ポインタ光照射部６からのポインタ光の出射方向が、読取視野Ｖの外縁線に対して小さい角度を有していることにより、ポインタ光照射部６から読取対象（ラベルＰ）までの距離Ｌが変動することによって、ポインタ光の照射位置が変動する。すなわち、図５（ｂ）に示すように、読取対象が読取口１ａから比較的近い位置にある場合には、２個のポインタ光の間隔が例えばｄ１となり、読取対象が読取口１ａからより遠くにあるほど、読取視野Ｖ内のより左右の縁部に近い位置（相互により離れた位置）に２個のポインタ光が照射され、それらの間隔が例えばｄ２となるようになっている。

前記制御回路２１は、前記トリガスイッチ２８の第１段の押圧操作がなされると、ポインタ光照射部６をオンさせてポインタ光を照射させ、受光センサ２によりその際の画像を取込み、受光センサ２の撮影画像データからポインタ光の位置を検出し、左右のポインタ光の間隔ｄを求めるようになっている。そして、読取視野Ｖの左右の幅方向寸法ｃに対するポインタ光の間隔ｄの比率（ｄ／ｃ）を、予め記憶されたテーブルと比較することにより、距離Ｌを判断（この場合、遠い、中位、近いの３段階）するようになっている。

そして、制御回路２１は、距離測定手段の計測結果（距離Ｌの判断結果）に応じて、前記移動機構１３（電磁石１５）を制御して、前記第２、第３の反射鏡１０、１１を所定の停止位置に移動させる制御手段として機能するようになっている。即ち、距離Ｌが遠いと判断された場合には、第２、第３の反射鏡１０、１１が第１の停止位置に停止され、距離Ｌが中位と判断された場合には、第２、第３の反射鏡１０、１１が第２の停止位置に停止され、距離Ｌが近いと判断された場合には、第２、第３の反射鏡１０、１１が第３の停止位置に停止されるのである。

上記のように構成された本実施例の二次元コード読取装置において、ユーザがラベルＰに記された二次元コードＱを読取らせるにあたっては、二次元コード読取装置を、ラベルＰから適当な（任意の）距離だけ離し、且つ、読取口１ａがそのラベルＰに向いた状態とし、その状態で本体ケース１の側面のトリガスイッチ２８を押圧操作するようにする。このとき、トリガスイッチ２８の第１段の押圧操作により、上述のように、ラベルＰまでの距離Ｌの計測動作が実行され、その距離Ｌの判断結果に応じて合焦位置調整機構４の第２、第３の反射鏡１０、１１が所定（３つのうちいずれか）の停止位置に変位される。

そして、トリガスイッチ２８の第２段の押圧操作により、二次元コードＱの読取動作が実行される。この読取動作は、上述のように、照明部５によって読取口１ａを通してラベルＰに記された二次元コードＱに照明光が照射され、二次元コードＱからの反射光が読取口１ａを通して入射され、結像レンズ３及び合焦位置調整機構４を介して受光センサ２上に結像されることにより行われる。

ここで、図１及び図３に示すように、結像レンズ３を通った反射光は、合焦位置調整機構４において第１、第２、第３、第４の反射鏡９、１０、１１、１２にて９０度ずつ折曲げられた後、受光センサ２に入射されるようになる。このとき、第２、第３の反射鏡１０、１１が３つの停止位置のいずれに位置しているかによって、結像レンズ３と受光センサ２との間の光路長が変化するようになり、もって、適切な読取距離（合焦位置）が変化するようになる。

今、ラベルＰまでの距離Ｌが比較的遠い場合には、図１（ａ）に示すように、第２、第３の反射鏡１０、１１は第１の停止位置に停止され、このとき、比較的小さい間隔ａ１となって結像レンズ３と受光センサ２との間の光路長が比較的短くなるので、適切な読取距離（合焦位置）が大きくなり、適切な読取距離での読取が行われる。また、ラベルＰまでの距離Ｌが中位の場合には、図１（ｂ）に示すように、第２、第３の反射鏡１０、１１は第２の停止位置に停止され、このとき、中間的な間隔ａ２となって結像レンズ３と受光センサ２との間の光路長が中間的となるので、適切な読取距離（合焦位置）が中間的な大きさとなり、適切な読取距離での読取が行われる。

ラベルＰまでの距離Ｌが比較的近い場合には、図１（ｃ）に示すように、第２、第３の反射鏡１０、１１は第３の停止位置に停止され、このとき、比較的大きな間隔ａ３となって結像レンズ３と受光センサ２との間の光路長が比較的長くなるので、適切な読取距離（合焦位置）が小さくなり、適切な読取距離での読取が行われる。従って、ラベルＰがいずれの距離にあっても常に適切な読取距離が得られて良好な読取りを行うことができ、全体としての読取可能距離の範囲を大幅に広げることができたのである。

このように本実施例によれば、結像レンズ３と受光センサ２との間において、光路Ｒを折曲げる複数の反射鏡９〜１２及びそのうち第２、第３の反射鏡１０、１１を移動させて光路長を変化させる移動機構１３を備えた合焦位置調整機構４を設けたので、読取可能距離の範囲を広げることができる。この場合、本実施例の合焦位置調整機構４では、従来のレンズ系をその光軸方向に移動させて合焦位置を変更するものと異なり、光路Ｒを複数回折曲げるように構成されているので、第２、第３の反射鏡１０、１１の移動距離が小さくても光路長を大きく変化させることができ、駆動機構が小型になり、応答も速くなる。

従って、本実施例によれば、読取可能距離を広範囲とすることができると共に、そのための構成を簡単で且つ比較的小形に済ませることができるという優れた効果を奏する。また、特に本実施例では、本体ケース１と読取対象（ラベルＰ）との間の距離を計測する距離測定手段を設け、その測定結果に応じて移動機構１３により第２、第３の反射鏡１０、１１を所定の停止位置に変位させるように構成したので、第２、第３の反射鏡１０、１１の移動を自動で行なわせることができ、より便利となる。距離測定手段自体の構成も、ポインタ光照射部６を設けるだけの比較的簡単なもので済む。

＜第２〜第５の実施例＞
図７〜図１０は、順に本発明の第２〜第５の実施例を示すものである。これら第２〜第５の実施例は、いずれも光路折曲手段（合焦位置調整機構）の構成のいわば変形例を示すものである。従って、上記第１の実施例と同一部分については同一符号を付して詳しい説明などを省略し、以下、第１の実施例と異なる点についてのみ順に説明する。

図７に示す第２の実施例においては、光路折曲手段としての合焦位置調整機構３０は、光路Ｒを９０度ずつ２回折曲げる反射面を例えば４組備えており、光路Ｒを８回折曲げるように構成されている。即ち、合焦位置調整機構３０は、第１〜第８の８枚の反射鏡３１〜３８を備えて構成され、結像レンズ３を通った反射光は、それら第１〜第８の８枚の反射鏡３１〜３８にて順に９０度ずつ折曲げられた後、受光センサ２に入射されるようになる。

このとき、前記第１、第４、第５、第８の反射鏡３１、３４、３５、３８は一体的に連結され、本体ケース１内に固定的に設けられている。これに対し、第２、第３、第５、第６の反射鏡３２、３３、３６、３７は一体的に連結され、これらは移動機構により矢印Ａ及びＢ方向に自在に移動され、その位置が変位されるようになっている。その位置変位により、固定側の反射鏡３１、３４、３５、３８と可動側の反射鏡３２、３３、３６、３７との間の間隔ａが変化し、以て、前記結像レンズ３と受光センサ２との間の光路長が変化する。この場合、光路長は、４ａ＋ｂとなり、つまり、可動側の反射鏡３２、３３、３６、３７の位置が変化すると、光路長は、その変位量の４倍の長さ変化するようになるのである。

図８に示す第３の実施例においては、光路折曲手段としての合焦位置調整機構３９は、光路Ｒを９０度ずつ２回折曲げる反射面を例えば１組備えており、光路Ｒを２回折曲げるように構成されている。即ち、合焦位置調整機構３９は、９０度の角度をなすように一体的に連結された第１の反射鏡４０及び第２の反射鏡４１を備えると共に、それら第１、第２の反射鏡４０、４１を前後方向（矢印Ｃ及びＤ方向）に変位させる移動機構を備えて構成される。

また、受光センサ２は、結像レンズ３の側方（図で右斜め上側）に位置して、後ろ向きに設けられている。結像レンズ３を通った反射光は、それら第１、第２の反射鏡４０、４１にて９０度ずつ折曲げられた後、受光センサ２に入射されるようになる。この場合も、第１、第２の反射鏡４０、４１を矢印Ｃ及びＤ方向に変位させることにより、光路長を変化させることができる。

図９に示す第４の実施例においては、光路折曲手段としての合焦位置調整機構４２は、光路Ｒを９０度ずつ２回折曲げる反射面を２組備えており、光路Ｒを４回折曲げるように構成されている。即ち、合焦位置調整機構４２は、９０度の角度をなすように一体的に連結された第１の反射鏡４３及び第２の反射鏡４４を備えると共に、やはり９０度の角度をなすように一体的に連結された第３の反射鏡４５及び第４の反射鏡４６を備えて構成されている。

そして、第１、第２の反射鏡４３、４４を前後方向（矢印Ｃ及びＤ方向）に変位させる第１の移動機構と、第３、第４の反射鏡４５、４６を前後方向（矢印Ｃ及びＤ方向）に変位させる第２の移動機構とが別途に独立して設けられる。この場合、前記第１及び第２の移動機構は、反射鏡４３、４４及び反射鏡４５、４６をそれぞれ２位置間を選択的に移動させるように構成される。また、受光センサ２は、結像レンズ３の側部後方に位置して設けられている。

これにて、結像レンズ３を通った反射光は、それら第１、第２の反射鏡４３、４４にて９０度ずつ折曲げられ、さらに第３、第４の反射鏡４５、４６にて９０度ずつ折曲げられた後、受光センサ２に入射されるようになる。この場合、第１、第２の反射鏡４３、４４を２位置で変位させ、第３、第４の反射鏡４５、４６を２位置で変位させることにより、光路長を４通りに変化させることができる。

図１０に示す第５の実施例においては、光路折曲手段を構成する反射面を、反射鏡に代えてプリズムから構成したものである。即ち、図１０（ａ）の例では、結像レンズ３と受光センサ２との間に、第１〜第３のプリズム４７〜４９が設けられている。このとき、第１のプリズム４７では、斜面が反射面４７ａとされ、第２のプリズム４８では、直角を成す２つの面が反射面４８ａ、４８ｂとされ、第３のプリズム４９では、斜面が反射面４９ａとされている。そして、移動機構により、そのうち第２のプリズム４８が、矢印Ａ及びＢ方向に変位されるようになっている。

図１０（ｂ）の例では、結像レンズ３と受光センサ２との間に、第１及び第２のプリズム５０及び５１が設けられている。このとき、それら各プリズム５０及び５１では、直角を成す２つの面が反射面５０ａ、５０ｂ及び５１ａ、５１ｂとされている。そして、そのうち第１のプリズム５０が、第１の移動機構により、矢印Ｃ及びＤ方向に変位され、第２のプリズム５１が、第２の移動機構により、やはり矢印Ｃ及びＤ方向に変位されるようになっている。

＜第６の実施例＞
次に、本発明の第６の実施例について、図１１ないし図１３を参照しながら説明する。尚、この第６の実施例についても、上記第１の実施例と共通する部分が多いため、同一部分については同一符号を使用して新たな図示や詳しい説明を省略し、以下、異なる点を中心に述べる。

この第６の実施例が上記第１の実施例と異なる点は、結像レンズ３と受光センサ２との間に設けられ光路Ｒを複数回折曲げる光路折曲手段としての合焦位置調整機構６１の構成にある。また、この実施例では、受光センサ２は、結像レンズ３の後方左側（図で右側やや下方）に位置して右向きに設けられている。従って、結像レンズ３の光軸Ｏと、受光センサ２の受光光軸とが直交するような配置とされている。

前記合焦位置調整機構６１は、図１２等に示すように、結像レンズ３から受光センサ２までの光路Ｒを交差するように折曲げる第１及び第２の２枚の反射鏡６２及び６３を備えて構成される。そのうち第１の反射鏡６２は、結像レンズ３の光軸Ｏに対してその反射面を傾斜させて配置され、光軸Ｏに沿って入射した反射光を図で左斜め上方に折曲げるように反射させるようになっている。

また、第２の反射鏡５３は、前記第１の反射鏡６２の図で左上側に位置して反射面を下やや右向きにして配置され、第１の反射鏡６２からの光を図で下方（受光センサ２の光軸に一致する方向）に向けて折曲げるように反射させ、受光センサ２に入射させるようになっている。従って、図１２に示すように、２枚の反射鏡６２、６３によって折曲げられる光路Ｒは、各反射鏡６２、６３の２つの反射点と交差点とが直角二等辺三角形の頂点を形成するようになっている。

そして、前記第１の反射鏡６２及び第２の反射鏡６３を、夫々結像レンズ３及び受光センサ２の光軸に沿う方向（矢印Ｃ、Ｄ方向及び矢印Ａ、Ｂ方向）に変位させることによって光路長を変化させるための移動手段たる移動機構６４が設けられる。本実施例では、移動機構６４は、２枚の反射鏡６２、６３を１つの駆動源（ステッピングモータ）により同時に同等の距離だけ移動させるように構成される。

即ち、図１３に示すように、前記第１の反射鏡６２は、結像レンズ３の光軸Ｏ方向に沿って延びる第１のラック６５に取付けられており、この第１のラック６５は矢印Ｃ及びＤ方向（図で左右方向）に移動可能に支持されている。一方、前記第２の反射鏡６３は、受光センサ２の光軸方向に沿って延びる第２のラック６６に取付けられており、この第２のラック６６は矢印Ａ及びＢ方向（図で上下方向）に移動可能に支持されている。尚、これら第１のラック６５と第２のラック６６とは、上下にずれた高さ位置で交差するように設けられる。

そして、前記第１のラック６５及び第２のラック６６交差部分の図で右下側に位置して、それら第１、第２のラック６５、６６の双方に噛み合うピニオン６７が設けられている。このピニオン６７は、駆動源としてのステッピングモータ６８の駆動軸に直結されて正逆方向（矢印Ｅ方向及びＦ方向）に自在に回転されるようになっている。ステッピングモータ６８は制御回路により制御されるようになっている。

これにて、ステッピングモータ６８によりピニオン６７が矢印Ｅ方向に回転されると、第１のラック６５ひいては第１の反射鏡６２が矢印Ｃ方向に平行移動されると共に第２のラック６６ひいては第２の反射鏡６３が矢印Ａ方向に平行移動し、ピニオン６７が矢印Ｆ方向に回転されると、第１のラック６５ひいては第１の反射鏡６２が矢印Ｄ方向に平行移動されると共に第２のラック６６ひいては第２の反射鏡６３が矢印Ｂ方向に平行移動されるのである。

さらに、前記第１のラック６５の位置を検出するための透過形の光センサ６９〜７１が、この場合図で左右方向に並んで３組設けられる。これら光センサ６９〜７１（図で左から順に第１〜第３と称する）は、投光部と受光部との間の光軸が物体（第１のラック６５）により遮られたことを検出するようになっている。

このとき、第１のラック６５が左端の第１の光センサ６９のみが動作する位置にあるときに、第１、第２の反射鏡６２、６３が第１の停止位置（図１１（ａ）参照）に位置され、第１のラック６５が前記第１の光センサ６９及び中央の第２の光センサ７０の２つが動作する位置にあるときに、第１、第２の反射鏡６２、６３が第２の停止位置（図１１（ｂ）参照）に位置され、第１のラック６５が全ての光センサ６９〜７１が動作する位置にあるときに、第１、第２の反射鏡６２、６３が第３の停止位置（図１１（ｃ）参照）に位置されるようになっている。

図１１（ａ）に示すように、第１、第２の反射鏡６２、６３が第１の停止位置に位置された状態では、第１、第２の反射鏡６２、６３の相互間の間隔が比較的小さくなって光路長が小さくなり、適切な読取距離Ｌ１が比較的長くなるようになっている。図１１（ｂ）に示すように、第１、第２の反射鏡６２、６３が第２の停止位置に位置された状態では、第１、第２の反射鏡６２、６３の相互間の間隔が中間的となって光路長が中間的な長さとなり、適切な読取距離Ｌ２が中間的な距離とされるようになっている。図１１（ｃ）に示すように、第１、第２の反射鏡６２、６３が第３の停止位置に位置された状態では、第１、第２の反射鏡６２、６３の相互間の間隔が比較的大きくなって光路長が大きくなり、適切な読取距離Ｌ３が比較的短くなるようになっている。

この場合も、制御回路２１は、距離測定手段の計測結果（距離Ｌの判断結果）に応じて、前記移動機構６４（ステッピングモータ６８）を制御して、前記第１、第２の反射鏡６２、６３を所定の停止位置に移動させるようになっている。即ち、距離Ｌが遠いと判断された場合には、第１、第２の反射鏡６２、６３が第１の停止位置に停止され、距離Ｌが中位と判断された場合には、第１、第２の反射鏡６、６３が第２の停止位置に停止され、距離Ｌが近いと判断された場合には、第１、第２の反射鏡６２、６３が第３の停止位置に停止されるのである。

従って、この第６の実施例によっても、上記第１の実施例と同様に、結像レンズ３と受光センサ２との間において、光路Ｒを折曲げると共にその光路長を変化させる合焦位置調整機構６１を設けたので、読取可能距離の範囲を広げることができると共に、そのための構成を簡単で且つ比較的小形に済ませることができ、さらには、移動機構６４の構成を比較的簡単に済ませることができるといった優れた効果を得ることができる。

＜第７、第８の実施例、その他の実施例＞
図１４は本発明の第７の実施例を示すものである。この第７の実施例においては、上記第６の実施例と同様に、光路折曲手段としての合焦位置調整機構８１は、結像レンズ３から受光センサ２までの光路Ｒを直角に交差するように折曲げる第１及び第２の反射鏡８２及び８３を備えて構成される。そして、それら第１及び第２の反射鏡８２及び８３は連結部材８４により一体的に連結されていると共に、その連結部材８４が図示しない移動機構により斜め４５度の方向（矢印Ｇ及びＨ方向）に変位されるようになっている。

これにて、第１及び第２の反射鏡８２及び８３が連結された状態で一体的に変位されることにより、光路長が変化するようになっている。この場合、第１及び第２の反射鏡８２及び８３の位置によって、反射面における光の反射位置が変動するので、その分、それら反射鏡８２、８３を大形としている。かかる構成によっても、上記第６の実施例と同様の作用・効果を得ることができる。

図１５は本発明の第８の実施例を示すものである。この第８の実施例においては、光路折曲手段としての合焦位置調整機構８５は、結像レンズ３から受光センサ２までの光路Ｒを交差するように折曲げる第１及び第２の２枚の反射鏡８６及び８７を備えて構成されるのであるが、その光路Ｒは、２枚の反射鏡８６及び８７の反射面上の反射点と光路Ｒの交差点とが鋭角二等辺三角形の頂点をなすように構成されている。従って、受光センサ２は、その受光光軸が斜め方向を向くように配設されている。

この場合、図示しない移動機構により、前記第１の反射鏡８６は、結像レンズ３の光軸Ｏに沿う方向（矢印Ｃ及びＤ方向）に平行移動され、前記第２の反射鏡８７は、受光センサ２の受光光軸に沿う方向（矢印Ｉ及びＪ方向）に平行移動されるようになっている。これにて、第１及び第２の反射鏡８６及び８７の変位によって光路長が変化するようになっており、従って、この第８の実施例によって上記第６の実施例などと同様の作用・効果を得ることができる。

尚、距離測定手段の計測結果を表示するといった構成とすることも可能である。距離測定手段の構成や、移動手段の構成についても種々の変形が可能であることは勿論である。

その他、本発明は上記した各実施例に限定されるものではなく、例えば本発明の光学情報読取装置は、ハンディタイプのものに限らず、ＦＡシステムなどに固定的に組込まれるものであっても良く、また、本発明の光学情報読取装置は、ニ次元コードの読取に限らず、バーコードなどを読取るものであっても良いなど、要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更して実施し得るものである。

本発明の第１の実施例を示すもので、反射鏡の３つの停止位置と読取距離との関係を示す平面図 光学情報読取装置の先端側の構成を概略的に示す横断平面図 合焦位置調整機構の要部の平面図 移動機構の構成を概略的に示す図 距離測定手段を説明するため概略的平面図（ａ）及び撮影画像を示す図（ｂ） 光学情報読取装置の電気的構成を概略的に示すブロック図 本発明の第２の実施例を示す図３相当図 本発明の第３の実施例を示す図３相当図 本発明の第４の実施例を示す図３相当図 本発明の第５の実施例を示すもので、反射面をプリズムから構成した２つの例を示す図 本発明の第６の実施例を示すもので、図１相当図 図３相当図 図４相当図 本発明の第７の実施例を示す図３相当図 本発明の第８の実施例を示す図３相当図

符号の説明

図面中、１は本体ケース、１ａは読取口、２は受光センサ、３は結像レンズ、４、３０、３９、４２、６１、８１、８５は合焦位置調整機構（光路折曲手段）、６はポインタ光照射部、９〜１２、３１〜３８、４０、４１、４３〜４６、６２、６３、８２、８３、８６、８７は反射鏡、２１は制御回路（制御手段）、２８はトリガスイッチ、４７〜５１はプリズム、１３、６４は移動機構（移動手段）、Ｐはラベル（読取対象）、Ｑは二次元コード（情報コード）、Ｒは光路、Ｏは結像レンズの光軸を示す。

Claims (10)

1. 情報コードからの反射光を結像するために所定位置に固定された結像レンズと、この結像レンズによる像を取込む前記結像レンズと所定の位置関係にある受光センサとを具備する光学情報読取装置であって、
   前記結像レンズと受光センサとの間に設けられ前記反射光の光路を複数回折曲げる光路折曲手段と、
   この光路折曲手段の位置を変位させる移動手段とを備え、
   前記移動手段により光路折曲手段の位置を変位させることによって前記結像レンズと受光センサとの間の光路長が変化するように構成されており、
   さらに、前記情報コードまでの距離を計測する距離測定手段を備えると共に、その距離測定手段の測定結果に応じて前記移動手段を駆動制御する制御手段を備え、
   前記距離測定手段は、ポインタ光の出射方向が読取視野の左右の外縁線に対して小さい角度を有し、前記結像レンズ及び受光センサによる読取視野の内側に位置して読取対象の左右部位にポインタ光を照射するポインタ光照射部を備え、前記ポインタ光照射部によるポインタ光照射時の画像を前記受光センサにより取込みその撮影画像データから左右のポインタ光の位置を検出し、左右のポインタ光の間隔を求め、その間隔から距離を判断するように構成されていることを特徴とする光学情報読取装置。
2. 前記光路折曲手段は、入射側と出射側とが平行であって光路の向きが逆となるように光路を折返す少なくとも２つの反射面を備えて構成されていることを特徴とする請求項１記載の光学情報読取装置。
3. 前記光路折曲手段は、光路を９０度ずつ２回折曲げる反射面を少なくとも１組備えて構成されていることを特徴とする請求項２記載の光学情報読取装置。
4. 前記反射面が折曲げる光路は、前記結像レンズの光軸と平行又は直角であることを特徴とする請求項２又は３記載の光学情報読取装置。
5. 前記反射面は、反射鏡あるいはプリズムにより構成されることを特徴とする請求項２ないし４のいずれかに記載の光学情報読取装置。
6. 前記光路折曲手段は、光路を交差するように折曲げる２枚の反射鏡を備え、前記移動手段は、それら２枚の反射鏡を、夫々前記結像レンズ及び受光センサの光軸に沿う方向に移動させるように構成されていることを特徴とする請求項１記載の光学情報読取装置。
7. 前記２枚の反射鏡は、連結された状態に設けられ、前記移動手段により一体的に変位されることを特徴とする請求項６記載の光学情報読取装置。
8. 前記移動手段は、前記２枚の反射鏡を、１つの駆動源により同時に同等の距離だけ移動させるように構成されていることを特徴とする請求項６記載の光学情報読取装置。
9. 前記２枚の反射鏡によって折曲げられる光路は、各反射鏡の２つの反射点と交差点とが二等辺三角形をなすように構成されていることを特徴とする請求項６ないし８のいずれかに記載の光学情報読取装置。
10. 前記結像レンズ及び受光センサは、それらの光軸が直交するように配置され、前記２枚の反射鏡によって折曲げられる光路は、各反射鏡の２つの反射点と交差点とが直角二等辺三角形をなすように構成されていることを特徴とする請求項６ないし９のいずれかに記載の光学情報読取装置。

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