JP5015259B2 - バーコード走査装置モジュール - Google Patents

Description

この発明はバーコード走査装置モジュールに関する。

バーコード走査装置は知られている。プリント回路基板がバーコード走査装置を形成するために組み付けられる構成部品中にあり、モータ制御及びデコード作用を含む種々の機能を提供する。既存のアプローチは、一般に、光送受信器を内蔵するシャーシの外面にプリント回路基板を組み付けることに関係する。このようにプリント回路基板をシャーシに組み付けることは、バーコード走査装置システムあるいはモジュールの全体的な大きさを実質的に増加する傾向がある。

さらに、プリント回路基板によって覆われた複数の外面を有するモジュールを提供することは、電気的ノイズ及び／又は物理的損傷に晒され易いモジュールになり、その結果大きな構造内に組み込むのはより困難なモジュールになる。

従って、丈夫で大きな構造への組み込みに適した小型のバーコード走査装置モジュールを提供する技術が必要である。

この発明によるバーコード走査装置モジュールは、レーザダイオードとフォーカスレンズ及びモータを有する光送信装置を内蔵するシャーシと、そのシャーシと結合され、モータと結合した第１の回路基板と、上記シャーシの内側に第１の基板と平行に配置されて第１の回路基板と通信する第２の回路基板とを備え、その第２の回路基板はモータ制御回路を有し、上記シャーシの内部に設けられた棚によって支持され、上記モータからポリゴンミラーを通して伸びるシャフトを収容するための孔を有している。
上記フォーカスレンズが、上記シャーシに圧入されるか上記シャーシの一部として一体に形成され、上記レーザダイオードが上記シャーシに圧入されてもよい。
そのモジュールはさらに、上記シャーシに近接して配置されて上記第１の回路基板と第２の回路基板の少なくとも一方と通信する第３の回路基板を有しているとよい。

その他の特徴、特色、利点等は、この発明の好ましい実施例の記載が添付図面を用いてなされたときに、当業者に明らかになるであろう。
この発明の種々の特徴を説明するために、それらは好ましい図の形で示されるが、この発明は図示された明確な配置や手段に限定されないことは理解されるであろう。

この発明の実施例であるバーコード走査装置モジュールの斜視図である。 図１Ａに示したバーコード走査装置モジュールの他の斜視図である。 図１Ａに示したバーコード走査装置モジュールの分解斜視図である。 図１Ａに示したバーコード走査装置モジュールの他の分解斜視図である。 この発明の実施例であるバーコード走査装置モジュールの一部を部分的に断面にした正面図である。 この発明の実施例であるバーコード走査装置モジュールの断面図である。 この発明の実施例であるバーコード走査装置モジュールの一部を断面にした平面図である。

以下に、バーコード走査装置モジュール１０の概略紹介を行い、続いてさらに個々の図に示す実施例の説明をする。図１〜図５を参照して、この発明の実施例において、バーコード走査装置モジュール１０はシャーシ５０、第１の回路基板１００、第２の回路基板２００、及び第３の回路基板３００を有している。この発明の実施例において、「回路基板」はプリント回路基板又はバーコード走査装置モジュール１０のサブアセンブリ内で構成部品の相互接続を可能にする他の装置であってもよい。

この発明の実施例において、バーコード走査装置モジュール１０は、光送信システム１０２（図５）を有しており、それは第１の回路基板１００及び／又は光受信装置３０２（図３、図４）の近くに配置してもよく、第３の回路基板３００及び／又はシャーシ５０の近くに配置してもよい。その光送信装置１０２及び光受信装置に関する詳細については後述する。

バーコード走査装置モジュール１０は、最小スペースを占める丈夫なパッケージでバーコード走査機能をなし得る様々な省スペースの特徴を持つ。より詳しくは、一つ以上の実施例において、スペースは、シャーシ５０の外面に沿って配置されるよりむしろ、シャーシ５０の内部に配置される第２の回路基板２００上に一つ以上の選択された回路を配置することによって保たれる。

ここで、底面、上面、側面などといった幾何学的関係の用語が、一つ以上の図に示すように、互いに部品の幾何学的関係を説明するのに便宜上使用される。しかしながら、幾何学的な位置と部品間の関係は、バーコード走査装置モジュール１０の向きによって変わることがわかるであろう。例えば、第３の回路基板３００は、図１Ａにおいてはバーコード走査装置モジュール１０の上面に示されているが、バーコード走査装置モジュール１０を適切に回転あるいは動かすことによって、バーコード走査装置モジュール１０の側面又は底面を形成し得る。さらに、互いに関係する部品の相対的な位置決めは、一つ以上の他の実施例において異なっていてもよく、そのような全ての変更は、この発明の範囲内に含まれることを意図している。

図１Ａは、この発明の一実施例であるバーコード走査装置モジュール１０の斜視図である。図１Ａは上面に第３の回路基板３００を有するシャーシ５０を示している。この第３の回路基板３００は、それに接続されたデジタルＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路）３１６及びアナログＡＳＩＣ３１４を有している。光通過開口３１２を有するシールド３０４は、第３の回路基板３００に接続されている。

受光レンズ３０６は第３の回路基板３００及び／又はシャーシ５０に接続されている。図１Ａに示す実施例のように、シールド３０４は、バーコード走査装置モジュール１０の一つの面の実質的な部分に延びており、シャーシ５０の細長い棚形成部(ledge forming part)に支えられる。このように、シールド３０４は、シャーシ５０の上縁に沿った場所に回路基板３００を保持するのに役立つバーコード走査装置モジュール１０の構造部品として用いられる。

図１Ｂは、図１Ａに示したバーコード走査装置モジュール１０の他の斜視図である。この実施例において、モータ１１２はバーコード走査装置モジュール１０の底面に配置された第１の回路基板１００に結合されている。第１の回路基板１００は、フレキシブルプリント回路基板（ＦＰＣ）材料で形成されてもよい。

この実施例において、回路基板の拡大が第１の回路基板１００を第２の回路基板２００に接続するＦＰＣコネクタ１１４の形でなされてもよい。レーザダイオード端子１１６が、レーザダイオード１０４（図２参照）に適切な外部接続を可能にするために、フレキシブルプリント回路基板（ＦＰＣ）コネクタ１１６の外面に配置されている。他の実施例において、第１の回路基板１００及び／又はコネクタ１１４は、フレキシブルプリント回路基板材料以外の材料でできていてもよく、そしてそのような全ての変更は、この発明の範囲内に含まれることを意図している。

図２Ａは、この発明の一実施例であるバーコード走査装置モジュール１０の分解斜視図である。重複を避けるために、既に説明した部品に関しては、図２Ａにおいては説明しない。図２Ａに示すように、バーコード走査装置モジュール１０は第３の回路基板３００、第２の回路基板２００、シャーシ５０及び第１の回路基板１００を有している。バーコード走査装置モジュール１０のこれらの部分に関して以下に詳細に述べる。

図２Ａに示すように、この実施例において、第２の回路基板２００は、モータ１１２の中心及びポリゴンミラー１１０を通して伸びているシャフトを収容するための孔２０６を有している。孔２０６は、他の方法で可能なよりも第２の回路基板２００を第１の回路基板１００に接近させて位置させることができ、それによりバーコード走査装置モジュール１０の大きさを低減するのに役立っている。

この実施例において、シャーシ５０は、レーザダイオード１０４を受け入れるための開口５６を有している。さらに、シャーシ５０は、その中に完全に組み込まれたフォーカスレンズ１０６（図３）を有してもよい。

この実施例において、第１の回路基板１００はＦＰＣによって作ることができる。第１の回路基板１００は、それを第２の回路基板２００に接続するＦＰＣコネクタ１１４を延設している。第１の回路基板１００はシャーシに結合されると共に、モータ１１２（図１Ｂ参照）の静止側に堅く結合している。モータ１１２は、図２Ａにおいて第１の回路基板１００から上へ伸びて示されるポリゴンミラー１１０を回転させることができる。

図２Ｂは、図１Ａに示したバーコード走査装置モジュール１０の他の分解斜視図である。図２Ａと同様に、重複を避けるために、既に説明した部品に関しては図２Ｂにおいては説明しない。図２Ｂの実施例の分解図において、シールド３０４は、離れて示される第３の回路基板３００と共にシャーシ５０に既に配置されて示されている。バーコード走査装置モジュール１０の構成は任意の順序で組み立てられることが理解されるであろう。この発明はシャーシ５０に最初に光受信装置３０２を組み付けるものに限定されない。

図３は、この発明の一実施例であるバーコード走査装置モジュールの一部を部分的に断面にした正面図である。図３において、この発明の実施例の種々の特徴を強調するために、バーコード走査装置モジュール１０の若干の構成部品は省略した。さらに、一つ以上の構成部品の他の構成部品に対する位置は、この発明の実施例の種々の特徴をよりよく示すようにしている。従って、この発明は、図３に示す構成に限定されるものではない。また、この発明の一つ以上の特徴を強調するために、図３は一定のスケール(scale)で描かれていない。

図４は、この発明の一実施例であるバーコード走査装置モジュール１０の断面図である。図５はこの発明の一実施例であるバーコード走査装置モジュール１０の一部を断面にした平面図である。以下において図３から図５を参照する。

この実施例において、バーコード走査装置モジュール１０は、第１、第２、第３の回路基板１００、２００及び３００を有している。光送信装置１０２は、第１の回路基板１００上あるいはそれに近接して配置されていてもよい。しかしながら、この発明の他の実施例において、光送信装置１０２はバーコード走査装置モジュール１０内のどこか他の場所に配置してもよい。あるいは、光送信装置１０２はシャーシ５０の外側に配置してもよい。

この実施例において、光受信装置３０２は、第３の回路基板３００及び／又はシャーシ５０に結合できる。しかしながら、この発明の他の実施例において、光受信装置３０２はバーコード走査装置モジュール１０内のどこか他の場所に配置されるか、あるいはバーコード走査装置モジュール１０と通信するように配置されてもよい。光送信装置１０２と同様に、光受信装置３０２はシャーシ５０の外側に配置されてもよい。さらに、光受信装置３０２の異なる構成部品が、バーコード走査装置モジュール１０内のそれぞれ異なる面に取り付けられてもよい。

この実施例において、モータ制御回路は第２の回路基板２００上に配置され、その第２の回路基板２００はシャーシ５０の内側に適合するようなサイズになっている。従って、この発明の実施例において、各回路基板の間での構成部品の配置は、他の構成部品間の配置すなわち第１の回路基板１００に近接してシャーシ５０の底面付近に光送信装置１０２を設置し、第３の回路基板３００に近接して光受信装置３０２を、第２の回路基板２００上又はそれに近接してモータ制御回路をそれぞれ設置することを含む。

さらに、第１、第２、第３の回路基板１００、２００及び３００は互いに平行であるとよい。そのような実施例におけるモータ制御回路及び／又はバーコード走査装置モジュール１０の他の作動部品の回路基板上の配置は、構成部品が第２の回路基板２００に搭載されるべくシャーシ５０の外面あるいは内部に配置され得るようにすることによって、バーコード走査装置モジュール１０全体の大きさを減少させることが可能になる。

以下の説明は、第１、第２、第３の回路基板１００、２００及び３００の中で上述した構成部品の配置を有する実施例に関するが、この発明は上述の構成に限定されるものではない。他の実施例において、光送信装置１０２、光受信装置３０２、モータ制御回路、及び／又はバーコード走査装置モジュール１０の他の構成部品は、シャーシ５０の内部又は外部で上述した以外の場所に配置されてもよく、そしてそのような全ての変更は、この発明の範囲内に含まれることを意図している。

以下の説明は、この発明の実施例において、実行できる種々の省スペース構造に関する。先に述べたように、第２の回路基板２００上の選択された回路の配置あるいはシャーシ５０の外部への配置が、バーコード走査装置モジュール１０の大きさを減少するために作用する。そのため、この発明の実施例において、第２の回路基板２００をシャーシ５０の内部にある他の構成部品を妨げることなくシャーシ５０内に配置することが可能になる。

この実施例において、第２の回路基板２００は、それを通してモータ１１２及びポリゴンミラー１１０から伸びているシャフト１１８を収容する少なくとも一つの孔２０６（図２Ａ及び図２Ｂ参照）を有している。図３に示すように、孔２０６を設けることが、他の方法で可能なよりも第２の回路基板２００をモータ１１２により接近して設置するのを可能にする。

この実施例において、少なくとも１つの棚（レッジ：ledge）５２がシャーシ５０の一部として一体に形成され、第２の回路基板２００の面、好ましくは下面を支持するように作用する。棚５２による支持が、第２の回路基板２００をシャーシ５０内に確実に固定するためと、シャーシ５０内部で第２の回路基板２００とそれに近接して配置された部品との間の機械的干渉を防ぐために作用する。他の実施例において、棚５２はシャーシ５０と一体に形成される必要はない。代わりに、棚５２は別に製作され、バーコード走査装置モジュール１０の製造過程における適切な段階でシャーシ５０に組み付けることができる。

この実施例において、ＦＰＣコネクタ１１４は第１の回路基板１００と第２の回路基板２００との間で通信を行うように配置される。可撓性のある回路基板材の使用は、それがシャーシ５０内部でスペースを取らないで第１の回路基板１００と第２の回路基板２００との間の通信を可能にできる。

さらに、ＦＰＣコネクタ１１４によって第１の回路基板１００と第２の回路基板２００の間を効果的に接続して配置することは、第１の回路基板１００及び第２の回路基板２００の機能が、シャーシ５０の外部に設置しなければならないため、望まないバーコード走査装置モジュールの大きさの増加を招く単一の大型回路基板によるよりも、シャーシ５０内に配置するのに便利な２つの比較的小さな回路基板（ここに示した第１、第２の回路基板１００、２００のような）によって設けられるのを可能にする。他の実施例においては、フレキシブル回路基板コネクタ１１４以外のコネクタを、第１の回路基板１００と第２の回路基板２００間の通信を可能にするために使用してもよい。

この実施例において、通信リンクが第２の回路基板２００と第３の回路基板３００との間に設けられる。すなわち、図３に示すように基板対基板のコネクタ２０８が設けられ、それは第３の回路基板３００に接続された第１のコネクタ部２０８−Ａと第２の回路基板２００に接続された第２のコネクタ部２０８−Ｂとを有している。基板対基板コネクタ２０８はマルチピン接続を設けてもよい。コネクタ２０８は幅広固定部(wider rigid portion)２０８−Ｂとそれに挿入される幅狭固定部(narrower rigid portion)２０８−Ａとを有しており、その各部はマルチピン接続を有している。

基板対基板コネクタ２０８は、基板後部（バーコード走査装置モジュール１０のシールド３０４の位置と反対側の部分）に配置されるコネクタを使用する必要がなく、シャーシ５０の内部で配線やケーブルを使用する必要もなく、第２の回路基板２００と第３の回路基板３００間の通信を可能にするコンパクトで効率的な構造を提供する。しかしながら、他の実施例において、他のタイプのデータ通信接続が、第２の回路基板２００と第３の回路基板３００間の通信を可能にするために使用されてもよく、そしてそのような全ての変更は、この発明の範囲内に含まれることを意図している。

この実施例において、シールド３０４はシャーシ５０及び／又は第３の回路基板３００に結合していてもよい。シールド３０４は、受光レンズ３０６、フォトダイオード３０８、及び／又はフォトダイオード・プリント回路基板（フォトダイオードＰＣＢ）３１０のような光受信装置３０２の一つ以上の構成部品を少なくとも部分的に取り囲んでいる。このように配置された場合、シールド３０４は、光受信装置３０２によって読み取られるべき光学データに適切でない一時的な光エネルギーから光受信装置３０２の一つ以上の構成部品を遮断するように作用する。

さらに、シールド３０４は、電気エネルギーの一時的な突入、例えば光受信装置３０２の一つ以上の構成部品に到達する電気ノイズを防ぐためにも作用する。シールド３０４は、半田付けするか又は別の方法でシールド３０４を適切に接地できるように第３の回路基板３００及び／又はシャーシ５０に確実に取り付けられる。シールド３０４は、適切に選択された金属又は他の適切な導体材料で作られる。

この実施例において、シールド３０４は光通過開口３１２を有し、それにより光送信装置１０２によってバーコード走査装置モジュール１０から外部へ光を送信するための所定寸法の開口を設けている。

この実施例において、シールド３０４は、バーコード走査装置モジュール１０の構造用部品として機能する。シールド３０４は、バーコード走査装置モジュール１０の一つの外表面の重要な部分を占有している。図１〜図３に示すように、シールド３０４は、実質的にバーコード走査装置モジュール１０からの光送信方向及び光受信方向に対して少なくともほぼ垂直なバーコード走査装置モジュール１０の表面部分を占有している。このような実施例において、シールド３０４は、それが伸びているバーコード走査装置モジュール１０の面に沿ってシャーシ５０内部を少なくとも部分的に囲む役割をする。

図３及び図５を参照して、この実施例において、光送信装置１０２は、レーザダイオード１０４、フォーカスレンズ１０６、偏向ミラー１０８、モータ１１２及びポリゴンミラー１１０を有する。光送信装置１０２は、レーザダイオード１０４から出射され、偏向ミラー１０８で反射され、回転ポリゴンミラー１１０でも反射されて、走査パターンを発生させるためにシールド３０４の光通過開口３１２を通してバーコード走査装置モジュール１０から出ていく光路１２０を可能にする。

この実施例において、レーザダイオード１０４は、シャーシ５０に圧入されるように構成してもよい。しかし、他の実施例において、レーザダイオード１０４は、シャーシ５０又はバーコード走査装置の一つ以上の構成部品に、他の手段によって結合されてもよい。

この実施例において、フォーカスレンズ１０６は、シャーシ５０の一部として一体に形成されている。このような実施例において、フォーカスレンズ１０６は、マグネシウム合金、その他の金属及び／又は他の適切な材料から構成されるシャーシ５０の他の部分と同じ材料で構成されてもよい。他の実施例において、フォーカスレンズ１０６は、別の構成部品として製造され、シャーシ５０に圧入されてもよい。ここで、「フォーカスレンズ」という用語と「コリメータレンズ」という用語は交替して使用される。

図３及び図４に関し、この実施例において、光受信装置はシールド３０４、受光レンズ３０６、フォトダイオード３０８及びフォトダイオードＰＣＢ３１０を有している。シールド３０４についてはこの開示において既に述べているので、ここではその説明を繰り返さない。受光レンズ３０６はシリンドリカルレンズであるとよい。しかしながら、他のレンズ構造が受光レンズ３０６に使用されてもよい。

フォトダイオード３０８は、技術的に知られている従来のフォトダイオードでよい。フォトダイオード３０８は、受光レンズ３０６を通過した光を受光するために、受光レンズ３０６に対して適切な固定位置に設置される。フォトダイオードＰＣＢ３１０は、フォトダイオード３０８に接続され、そこから信号を受けとる。さらに、フォトダイオードＰＣＢ３１０は、第３の回路基板３００に接続している。第３の回路基板３００へのフォトダイオードＰＣＢ３１０の接続は、半田付けを使用して行ってもよい。しかしながら、他の適切な取り付け手段が、フォトダイオードＰＣＢ３１０を第１の回路基板１００に結合するために実施されてもよい。

この発明を特定の実施例によって説明したが、これらの実施例はこの発明の原理及び適用を説明しているにすぎないことを理解されたい。従って、特許請求の範囲によって規定されるこの発明の精神及び範囲から逸脱することなく、上述した実施例について種々の変更を行うことができ、他の構成がなされてもよいことを理解されたい。

１０：バーコード走査装置モジュール ５０：シャーシ ５２：レッジ
１００：第１の回路基板 １０２：光送信装置 １０４：レーザダイオード
１０６：フォーカスレンズ １０８：偏向ミラー １１０：ポリゴンミラー
１１２：モータ １１４：フレキシブル回路基板コネクタ（ＦＰＣコネクタ）
１１８：シャフト ２００：第２の回路基板 ２０８：コネクタ
３００：第３の回路基板 ３０２：光受信装置 ３０４：シールド
３０６：受光レンズ ３０８：フォトダイオード
３１０：フォトダイオードＰＣＢ ３１２：光通過開口
３１４：アナログＡＳＩＣ ３１６：デジタルＡＳＩＣ

Claims (13)

1. レーザダイオードとフォーカスレンズとモータとを有する光送信装置を内蔵するシャーシと、
   該シャーシと結合され、前記モータに結合する第１の回路基板と、
   前記シャーシの内側に前記第１の基板と平行に配置され、前記第１の回路基板と通信する第２の回路基板とを備え、
   該第２の回路基板はモータ制御回路を有し、前記シャーシの内部に設けられた棚によって支持され、前記モータからポリゴンミラーを通して伸びるシャフトを収容するための孔を有していることを特徴とするバーコード走査装置モジュール。
2. 前記フォーカスレンズが前記シャーシに圧入されるか該シャーシの一部として一体に形成され、前記レーザダイオードが前記シャーシに圧入されている請求項１に記載のバーコード走査装置モジュール。
3. 前記第１の回路基板が前記シャーシ内に配置されている請求項１又は２に記載のバーコード走査装置モジュール。
4. 前記第１の回路基板の少なくとも一部がフレキシブルプリント回路基板からできている請求項１から３のいずれか一項に記載のバーコード走査装置モジュール。
5. 前記第２の回路基板が、フレキシブルプリント回路基板コネクタによって前記第１の回路基板に接続している請求項１から４のいずれか一項に記載のバーコード走査装置モジュール。
6. 前記フレキシブルプリント回路基板コネクタ上に前記レーザダイオード用の接続端子を有する請求項５に記載のバーコード走査装置モジュール。
7. 請求項１から６のいずれか一項に記載のバーコード走査装置モジュールにおいて、前記シャーシに近接して前記第１の回路基板及び第２の回路基板と互いに平行に配置され、前記第１の回路基板と第２の回路基板の少なくとも一方と通信する第３の回路基板をさらに有するバーコード走査装置モジュール。
8. 前記第３の回路基板が、基板対基板コネクタを通して前記第２の回路基板に接続された請求項７に記載のバーコード走査装置モジュール。
9. 請求項７又は８に記載のバーコード走査装置モジュールにおいて、前記シャーシ内に配置された光受信装置をさらに有するバーコード走査装置モジュール。
10. 前記光受信装置が、受光レンズと、該受光レンズからの光を受光するように設置されたフォトダイオードと、該フォトダイオードから信号を受け取るために構成されたフォトダイオードプリント回路基板とを有し、該フォトダイオードプリント回路基板が前記第３の回路基板と接続されている請求項９に記載のバーコード走査装置モジュール。
11. 請求項１０に記載のバーコード走査装置モジュールにおいて、前記光受信装置を電気的ノイズから保護する作用をなすシールドをさらに有するバーコード走査装置モジュール。
12. 前記シールドは、前記受光レンズ及び前記フォトダイオードを少なくとも部分的に囲んでいる請求項１１に記載のバーコード走査装置モジュール。
13. 前記シールドの一部が、前記シャーシの前記光送信装置からの光送信方向にほぼ垂直な面を横切って延びており、該部分に光送信用の開口を有する請求項１１又は１２に記載のバーコード走査装置モジュール。

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