JP5086576B2

JP5086576B2 - 光学読取装置

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Publication number: JP5086576B2
Application number: JP2006204106A
Authority: JP
Inventors: 祐介大坪; 剛河合
Original assignee: Keyence Corp
Current assignee: Keyence Corp
Priority date: 2006-07-27
Filing date: 2006-07-27
Publication date: 2012-11-28
Anticipated expiration: 2026-07-27
Also published as: JP2008033465A

Description

本発明は、情報コードを光学的に読取る装置に関する。

バーコード、２次元コードなどの情報コードを読取る光学読取装置がある。光学読取装置は、レーザ光、可視ＬＥＤ光、赤外ＬＥＤ光などを情報コードに照射し、その反射光を撮像素子で撮像する。そして、撮像素子で撮像した画像を解析することで、情報コードに記録されている情報を解読するのである。

特開平１１−３９４２２号公報

光学読取装置から照射された光は、情報コードが印字されている物体面で反射する。この反射光には、正反射光と乱反射光とが含まれる。光学読取装置の撮像素子が、正反射光を受光すると、撮像素子の受光レベルを超えることになり、情報コードを正確に読取ることが困難となる。そこで、正反射光を受光せず、乱反射光を受光することで、情報コードを正確に読取るための様々な工夫が行われている。

正反射光を受光しないようにするため、光学読取装置自体を情報コードの配置面に対して傾斜させる方法が考えられる。たとえば、特許文献１では、従来技術として、図６を用いてその方法を紹介している。この従来技術では、バーコードリーダを傾けて設置し、斜め方向からバーコードを撮像するようにしている。これにより、バーコードリーダから照射された光の正反射光は、撮像素子で受光されない。

しかし、バーコードリーダを傾斜させて設置させるという方法は、設置作業が煩雑であるとともに、設置エリアにデッドスペースができるため、最善の策とは言えない。

そこで、上記特許文献１では、バーコードリーダ内に収納されるレーザ光の投光部と反射光の受光部に、角度を持たせるようにしている。これにより、バーコードリーダを傾斜させて設置することなく、撮像素子が正反射光を受光することを回避しているのである。

このように、レーザ光の投光部と反射光の受光部に角度をつけることで、正反射光を受光することなく、情報コードの内容を正確に読取ることが可能である。しかし、バーコードリーダ自体を傾斜させる必要がないとはいえ、やはり、バーコードリーダ内で各構成部品に角度をつける必要があるため、バーコードリーダ内においてデッドスペースが形成されるという問題はある。したがって、各構成部品の傾斜角度を、なるべく小さくしたいという要請がある。

また、投光部や受光部の設置角度が大きくなればなる程、バーコードリーダの設置位置と、バーコードが設置される位置との距離が大きくなる。つまり、バーコードリーダの直下ではなく、横方向のずれた場所でバーコードを読取る構成となるため、作業エリアが広く必要である。

そこで、本発明は前記問題点に鑑み、光学読取装置内の構成部品に必要とさせる傾き角度をなるべく小さくすることで、装置内のデッドスペースを小さくするとともに狭い作業エリアでも情報コードを読取可能な装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、請求項１記載の発明は、情報コードが含まれる撮像エリアを撮像し、得られた撮像画像に基づいて該情報コードに記録されている情報を読み取る機能を備えた設置式の光学読取装置において、前記情報コードが配置される面と対向する第１の面と、前記情報コードが配置される面とは反対側で前記第１の面と対向する第２の面と、前記第１および第２の面と略直交に配置され互いに対向する第３および第４の面とを備える略直方体形状のケーシングと、前記ケーシング内で前記第１の面に臨み前記第４の面よりも前記第３の面に近い一端部に配置され、前記情報コードが含まれる撮像エリアを撮像する撮像手段と、前記ケーシング内で前記第１の面に臨み前記第４の面よりも前記第３の面に近い一端部で、前記撮像手段よりも前記第４の面に近い位置に配置され、前記撮像手段の前記撮像エリアを照射する照明手段と、前記ケーシング内で前記第１の面に臨み前記第４の面よりも前記第３の面に近い一端部で、前記撮像手段よりも前記第３の面に近い位置に配置され、前記撮像手段の撮像位置を指し示すポインタ光照射手段と、を備え、前記撮像手段は、その光軸を前記第１および第３の面に直交する面において、前記第１の面と直交する軸よりも前記第３の面側に傾いて配置されることを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１に記載の光学読取装置において、前記ケーシングは、さらに互いに対向する第５および第６の面を有しており、前記照射手段は、前記撮像手段の配置位置よりも前記第５または第６の面側に配置されることを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の光学読取装置において、前記撮像手段よりも前記第３の面に近い位置に配置され、前記撮像手段の撮像位置を指し示すポインタ光照射手段を有することを特徴とする。

請求項４記載の発明は、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の光学読取装置において、前記第１の面は、前記第３の面側の一端部で、その端部が前記第２の面側に傾斜する傾斜面を有していることを特徴とする。

請求項５記載の発明は、請求項３記載の光学読取装置において、前記ポインタ光照射手段は、略球面状に形成された底面部と、円筒側面状に形成された上面部と、を有し、前記光学読取装置は、開口部が略円状の凹部を有する支持部材と、前記ポインタ光照射手段の前記上面部に当接するプレートと、を備え、前記支持部材は、前記凹部に前記ポインタ光照射手段の前記底面部を収納することで、前記ポインタ光照射手段を回転自在に支持し、前記ポインタ光照射手段の前記上面部を前記プレートに当接させた状態で、前記ポインタ光照射手段を、前記プレートと略垂直な軸を中心に回転させることにより、前記ポインタ光照射手段の光軸を調整可能としたことを特徴とする。

請求項６記載の発明は、請求項３記載の光学読取装置において、前記ポインタ光照射手段は、略球面状に形成された底面部と、円筒側面状に形成された上面部と、を有し、前記光学読取装置は、開口部が略円状の凹部を有する支持部材と、前記ポインタ光照射手段の前記上面部に当接するプレートと、を備え、前記支持部材は、前記凹部に前記ポインタ光照射手段の前記底面部を収納することで、前記ポインタ光照射手段を回転自在に支持し、前記ポインタ光照射手段の前記上面部を前記プレートに当接させた状態で、前記ポインタ光照射手段を、前記上面部の円筒中心軸を中心に回転させることにより、前記ポインタ光照射手段の光軸を調整可能としたことを特徴とする。

請求項７記載の発明は、請求項３記載の光学読取装置において、前記ポインタ光照射手段は、略球面状に形成された底面部と、略球面状に形成された上面部と、を有し、前記光学読取装置は、開口部が略円状の凹部を有する支持部材と、前記ポインタ光照射手段の前記上面部に当接するプレートと、を備え、前記支持部材は、前記凹部に前記ポインタ光照射手段の前記底面部を収納することで、前記ポインタ光照射手段を回転自在に支持し、前記ポインタ光照射手段の前記上面部を前記プレートに当接させた状態で、前記ポインタ光照射手段を、前記プレートと略垂直な軸を中心に回転させることにより、前記ポインタ光照射手段の光軸を調整可能としたことを特徴とする。

請求項８記載の発明は、請求項３記載の光学読取装置において、前記ポインタ光照射手段は、略球面状に形成された底面部と、略球面状に形成された上面部と、を有し、前記光学読取装置は、開口部が略円状の凹部を有する支持部材と、前記ポインタ光照射手段の前記上面部に当接するプレートと、を備え、前記支持部材は、前記凹部に前記ポインタ光照射手段の前記底面部を収納することで、前記ポインタ光照射手段を回転自在に支持し、前記ポインタ光照射手段の前記上面部を前記プレートに当接させた状態で、前記ポインタ光照射手段を、前記ポインタ光照射手段の光軸と略直角で、前記プレートと略並行な軸を中心に回転させることにより、前記ポインタ光照射手段の光軸を調整可能としたことを特徴とする。

請求項９記載の発明は、請求項３記載の光学読取装置において、前記ポインタ光照射手段は、円筒側面状に形成された底面部と、円筒側面状に形成された上面部と、を有し、前記光学読取装置は、開口部が略円状の凹部を有する支持部材と、前記ポインタ光照射手段の前記上面部に当接するプレートと、を備え、前記支持部材は、前記凹部に前記ポインタ光照射手段の前記底面部を収納することで、前記ポインタ光照射手段を回転自在に支持し、前記ポインタ光照射手段の前記上面部を前記プレートに当接させた状態で、前記ポインタ光照射手段を、前記プレートと略垂直な軸を中心に回転させることにより、前記ポインタ光照射手段の光軸を調整可能としたことを特徴とする。

請求項１０記載の発明は、請求項３記載の光学読取装置において、前記ポインタ光照射手段は、円筒側面状に形成された底面部と、円筒側面状に形成された上面部と、を有し、前記光学読取装置は、開口部が略円状の凹部を有する支持部材と、前記ポインタ光照射手段の前記上面部に当接するプレートと、を備え、前記支持部材は、前記凹部に前記ポインタ光照射手段の前記底面部を収納することで、前記ポインタ光照射手段を回転自在に支持し、前記ポインタ光照射手段の前記上面部を前記プレートに当接させた状態で、前記ポインタ光照射手段を、前記上面部の円筒中心軸を中心に回転させることにより、前記ポインタ光照射手段の光軸を調整可能としたことを特徴とする。

本発明の光学読取装置は、撮像手段の光軸を傾斜させ、その傾斜させている方向とは反対の方向に、照射手段を配置した。照射手段により照射した光の正反射光を撮像手段が受光しないようにするために必要となる撮像手段の傾斜角度を小さくすることができる。

撮像手段の傾斜角度を小さくすることができるので、光学読取装置内のデッドスペースを小さくすることができる。また、撮像手段の位置と、読み取られるバーコードが配置される位置とのずれを小さくすることができるので、作業エリアを狭くすることができる。

以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。図１は、本実施の形態に係るバーコードリーダ１の斜視図である。また、図２は、バーコードリーダ１の正面図であり、図３は、背面図、図４は、左側面図である。

このバーコードリーダ１は、高さ６０ｍｍ、幅４５ｍｍ、奥行き２５ｍｍ程度で、一部に傾斜面を有する略直方体形状の小型の装置であり、バーコードが印字された商品あるいは製造物などの搬送経路上に設置されることで、バーコードに記録された情報を読み取ることができる。

バーコードリーダ１は、図１ないし図４に示すように、箱状のカバー１０が、背面側のプレート１１に取り付けられることで外観が形成されている。つまり、カバー１０とプレート１１とでバーコードリーダ１のケーシングを構成している。そして、このケーシング内に、撮像ユニット３、ポインタ光照射装置４、ＬＥＤ光照明装置５、プリント基板７（図５に図示）等を収納している。

カバー１０は、プレート１１と略平行に対向して配置される正面部１０ａと、正面部１０ａの上部で、正面部１０ａに対して傾斜している傾斜部１０ｂと、左右両側の側面部１０ｃ・１０ｃと、平面部１０ｄと底面部１０ｅで構成されている。左右の側面部１０ｃ・１０ｃは、略平行に対向して配置され、平面部１０ｄと底面部１０ｅとが略平行に対向して配置されている。

傾斜部１０ｂは、図４に示すように、正面部１０ａに対して傾斜角αをもって配置されている。本実施の形態においては、傾斜角αは略２０度である。傾斜部１０ｂには、開口部１０ｆが形成され、平面部１０ｄには、開口部１０ｇが形成されている。開口部１０ｆには、図５に示すように、透明部材１２が装着されており、透明部材１２を介して内部の撮像ユニット３や、ポインタ光照射装置４、ＬＥＤ光照明装置５が視認可能となっている。ポインタ光照射装置４およびＬＥＤ光照明装置５は、この透明部材１２を通してレーザ光やＬＥＤ光を物体面などに照射する。また、撮像ユニット３は、透明部材１２を介してバーコードからの反射光を受光して、バーコード画像を撮像する。また、開口部１０ｇには、ケーシング内に収納された操作パネル部６が嵌め込まれている。

図５は、図２におけるＡ−Ａ断面図であり、図６は、Ｂ−Ｂ断面図である。図に示すように、傾斜部１０ｂの傾斜角に対応して、撮像ユニット３およびＬＥＤ光照明装置５も傾斜して配置されている。具体的には、撮像ユニット３が備える撮像手段の光軸が傾斜部１０ｂと直交するように配置されている。言い換えると、撮像ユニット３が備える撮像素子の素子配列面が傾斜部１０ｂと略平行となるように配置されている。なお、後で説明するが、左右のポインタ光照射装置４，４は、撮像ユニット３に組み込まれるようにして取り付けられ、ポインタ光照射装置４，４から出力されるポインタ光の光軸が、撮像装置の焦点位置で交わるように調整されている。なお、図６において、ハッチングの掛かっている部分は、ＬＥＤ光照明装置５によるＬＥＤ光の照射範囲を示している。また、図中の破線は、撮像装置の視野範囲を示している。

また、底面部１０ｅからは、ケーブル２が延設している。ケーブル２は、ケーシング内のプリント基板７に接続されており、バーコードリーダ１が読取ったバーコードの情報などを外部のコンピュータなどに転送する。図７は、バーコードリーダ１の組み立て分解図である。このように、バーコードリーダ１の背面側のプレート１１と、カバー１０との間に、撮像ユニット３等が収納される構造となっている。

図８は、バーコードリーダ１を平面斜め方向から見た一部破断斜視図である。図に示すように、左右のポインタ光照射装置４，４により、バーコード９を照射する。そして、バーコード９の印字面において、２つのポイント光が重なった状態で、撮像ユニット３によりバーコード９の画像を撮像するのである。このような状態で撮像することで、撮像ユニット３が備える撮像手段の焦点がバーコード９の印字面に一致し、バーコード９を正確に読取ることができるのである。

図９も、バーコードリーダ１を平面斜め方向から見た一部破断斜視図である。図に示すように、左右のＬＥＤ光照明装置５，５により、バーコード９にＬＥＤ光を照射するのである。撮像ユニット３は、このＬＥＤ光照明装置５から照射され、バーコード９で乱反射された光を受光することで、バーコード９の画像を撮像するのである。図中、ハッチングの掛かっている部分は、ＬＥＤ光照明装置５によるＬＥＤ光の照射範囲を示している。

各図面を用いて説明したように、本実施の形態のバーコードリーダ１は、その傾斜部１０ｂ内に撮像ユニット３とＬＥＤ光照明装置５が配置されているが、撮像ユニット３よりも下側にＬＥＤ光照明装置５が配置されている。言い換えると、傾斜部１０ｂにおいて、平面部１０ｄに近い側に撮像ユニット３が配置され、底面部１０ｅに近い側にＬＥＤ光照明装置５が配置されているのである。また、傾斜部１０ｂにおいて、撮像ユニット３よりも平面部１０ｄに近い側に、ポインタ光照射装置４が配置されている。そして、図５に示すように、撮像ユニット３の撮像手段の光軸Ｌは、正面部１０ａおよび平面部１０ｄに直交する面において、正面部１０ａに直交する軸Ｋよりも、平面部１０ｄ側に傾斜して配置されている（この実施例では、角度α傾斜して配置されている。）。

このような撮像ユニット３とＬＥＤ光照明装置５の配置関係をとることによるメリットを説明する。たとえば、図１０に示すように、撮像ユニット３の上下両側にＬＥＤ光照明装置５ａ，５ｂを配置した場合を考える。撮像ユニット３は、光学ユニット３２と撮像手段である撮像素子３４１を備えている。もし、バーコード９の印字面に対して、図１０で示すように、撮像素子３４１の光軸Ｌを直交させたとする。この場合、上下のＬＥＤ光照明装置５ａ，５ｂから照射された光の正反射光が、撮像素子３４１の視野範囲に入っており、撮像素子３４１で受光されることになる。つまり、２つのＬＥＤ光照明装置５ａ，５ｂの光源がそのまま撮像素子３４１に入射する映像に映りこむことになる。この場合、非常に強い光が撮像画像に含まれるため、正確なバーコードの読取は困難となる。

そこで、図１１に示すように、撮像ユニット３およびＬＥＤ光照明装置５ａ，５ｂからなる部品群を傾斜させて配置させる場合を考える。つまり、傾斜部１０ｂを角度α１だけ傾斜させ、その傾斜部１０ｂと直交する撮像素子３４１の光軸も、角度α１だけ傾斜させている。この場合、ＬＥＤ光照明装置５ａからの照明は、撮像範囲に入っているため、バーコード９に映りこむが、ＬＥＤ光照明装置５ｂからの照明は、撮像範囲の外にあり、バーコード９に映りこむことはない。つまり、ＬＥＤ光照明装置５ａから出力された光の正反射光は、撮像素子３４１に直接入射するため、その光源が撮像画像に映りこむが、ＬＥＤ光照明装置５ｂから出力された光の正反射光は、撮像素子３４１に入射しなくなっているのである。

そして、さらに、図１２に示すように、撮像ユニット３およびＬＥＤ光照明装置５ａ，５ｂからなる部品群の傾斜角を大きくする。つまり、傾斜部１０ｂを図１１で示した角度α１よりも大きい角度α２だけ傾斜させ、その傾斜部１０ｂに直交する撮像素子３４１の光軸も、角度α２だけ傾斜させている。これにより、ＬＥＤ光照明装置５ａ，５ｂから照射された光の正反射光は、撮像範囲の外であり、いずれも撮像素子３４１に入射されなくなり、いずれの光源も撮像画像に映りこまなくなるのである。このような状態で、バーコードリーダ１は、バーコード９を正確に読み取ることが可能となる。

このように、撮像ユニット３に対して上部側（つまり、平面部１０ｄ側）に、ＬＥＤ光照明装置５ａが配置されていると、撮像素子３４１が正反射光を受けなくするためには、撮像素子３４１の光軸の傾斜角をより大きくしなければならないことになる。言い換えると、撮像手段の光軸を傾斜させて配置させることで、撮像手段に正反射光が入射することを回避することができるが、この撮像手段の光軸が傾斜する側に、ＬＥＤ光の照射手段が配置されていると、撮像手段の傾斜角をより大きくしなければならなくなるのである。

そこで、本実施の形態のバーコードリーダ１では、図１ないし図６等で示したように、撮像ユニット３に対して下部側（つまり、底面部１０ｅ側）にＬＥＤ光照明装置５，５を配置している。つまり、撮像素子３４１の光軸Ｌが傾斜する方向とは逆の底面部１０ｅ側にＬＥＤ光照明装置５，５が配置されているのである。これにより、撮像素子３４１の光軸Ｌの傾き角度を小さくすることができ、装置内のデッドスペースを小さくすることができる。また、傾斜部１０ｂの傾斜角を小さくできるので、ケーシングを直方体形状に近づけることができるので、設置環境におけるデッドスペースが小さく、無駄の少ない構成となる。具体的には、本実施の形態のバーコードリーダ１のように、撮像ユニット３よりもＬＥＤ光照明装置５を下側に配置することで、正面部１０ａと傾斜部１０ｂとのなす角を、１０度〜３０度の範囲に収めることができる。

また、本実施の形態のバーコードリーダ１は、撮像ユニット３の上部側にポインタ光照射装置４を配置し、下部側にＬＥＤ光照明装置５を配置するようにしているので、プリント基板７との間の配線が行い易い。つまり、ポインタ光照射装置４あるいはＬＥＤ光照明装置５が撮像ユニット３の上下に分断されて配置されると、その配線が複雑となり、また、プリント基板７を大きくするなどの工夫が必要であるが、上記の構成としたことで、効率的に配線することができる。また、撮像ユニット３を中央として、左右にＬＥＤ光照明装置５，５を配置するようにしている。これにより、ＬＥＤ光が、撮像エリア内に偏りなく照射される構成となっている。

次に、撮像ユニット３およびポインタ光照射装置４の構成について詳しく説明する。図１３は、撮像ユニット３の斜視図である。このように、撮像ユニット３に２つのポインタ光照射装置４，４が組み込まれて構成されている。図１４は、撮像ユニット３の正面図である。

図に示すように、撮像ユニット３は、本体部材３１と、本体部材３１の中央部に組み込まれた光学ユニット３２と、本体部材３１の上部に取り付けられる金属プレート３３と、本体部材３１の背面側に取り付けられるセンサユニット３４とを備えて構成される。また、本体部材３１と金属プレート３３に挟み込まれるようにして、２つのポインタ光照射装置４，４が装着されている。

図１５は、撮像ユニット３を平面から見た組み立て図であり、図１６は、側面から見た組み立て図である。図に示すように、撮像ユニット３は、正面側から、光学ユニット３２、本体部材３１、フィルタ３６、スポンジ３５、撮像素子３４１を含むセンサユニット３４の順で組み立てられ、背面側からボルト３８で固定される。また、図１６に示すように、本体部材３１の上部に、金属プレート３３が載置され、ボルト３７により固定される。

光学ユニット３２は、図１３、図１４に示すように、略円筒形状の部材であり、その中心部には、反射光を入光する入光孔３２１が形成されている。撮像ユニット３は、この入光孔３２１を介して、バーコードからの反射光を入光し、光学ユニット３２内のレンズを通過させた後、撮像素子３４１に受光させるのである。

図１７は、本体部材３１の斜視図である。つまり、撮像ユニット３から光学ユニット３２や金属プレート３３、センサユニット３４、ポインタ光照射装置４などを取り外した状態の斜視図である。図１８は、本体部材３１の正面図であり、図１９は、背面図、図２０は、右側面図、図２１は、平面図である。

図１７等に示すように、本体部材３１は、略中央に設けられた光学ユニット３２の挿入部３１１と、左右に延設するウィング部３１２，３１２と、上部に延設する上部取付部材３１６とを備えて構成される。また、左右のウィング部３１２，３１２からは、さらに外側に向かって側部取付部材３１４，３１４が延設している。

図１７、図２１に示すように、左右のウィング３１２，３１２には、それぞれ平面視略円形状の支持孔３１３，３１３が穿孔されている。この支持孔３１３，３１３には、それぞれ左右のポインタ光照射装置４，４が載置される。

側部取付部材３１４には、ボルト孔３１５が設けられ、上部取付部材３１６には、ボルト孔３１７が設けられ、それぞれの孔３１５，３１７にボルトを挿入し、プレート１１側の図示せぬボルト溝にボルトを螺合することで、撮像ユニット３をプレート１１に固定するようにしている。また、上部取付部材３１６の左右には、円筒部材３１８，３１８が設けられ、この円筒部材３１８，３１８には、ボルト溝３１９，３１９が形成されており、前述したボルト３７が螺合される。

図２２は、ポインタ光照射装置４の斜視図である。図２３は、ポインタ光照射装置４の正面図であり、図２４は、右側面図、図２５は、平面図である。

図２２等に示すように、ポインタ光照射装置４は、中央部にレーザ光照射部４１が配置され、その上部に、円筒側面状の上面を持った２つの回転摺動部４２，４２が形成されている。また、レーザ光照射部４１の左右両側には、略円筒形状の突設部４３，４３が設けられている。突設部４３，４３には、それぞれ調整具挿入穴４４，４４が設けられている。

また、図２４に示すように、レーザ光照射部４１の下部には、略球面状の底面部４７が形成されている。この底面部４７が前述したウィング３１２の支持孔３１３に載置される。この底面部４７の径は、支持孔３１３の径より大きく構成されているので、図２６に示したように、底面部４７の一部分だけが、支持孔３１３の上部に挿入されて支持される。

レーザ光照射部４１の背面側には、リード線４５が延設し、背面側のプリント基板４６に接続されている。さらに、プリント基板４６は、図示せぬリード線を介して、プリント基板７に接続されている。このような構成において、プリント基板７から制御信号を受けたレーザ光照射部４１は、内部の図示せぬ光源からレーザ光を照射するのである。

以上のように構成されたポインタ光照射装置４が、前述したように、本体部材３１のウィング部３１２に設けられた支持孔３１３に載置される。左右の支持孔３１３，３１３にポインタ光照射装置４，４を載置した状態で、さらに、金属プレート３３をポインタ光照射装置４，４の上部に当接して載置し、ボルト３７で固定する。このとき、ポインタ光照射装置４の上面である回転摺動部４２，４２が金属プレート３３の下面に当接する。

この状態で、突設部４３に設けられた調整具挿入穴４４に、調整具４０を挿入するのである。調整具４０としては、たとえば、細い金属棒などを利用すればよい。そして、図２６に示すように、調整具４０を上下方向に回動させることで、ポインタ光照射装置４を上下方向に回動させるのである。つまり、ポインタ光照射装置４は、その底面部４７が支持孔３１３の上部の環状の縁に当接しており、上面である回転摺動部４２が金属プレート３３の下面に当接している。この状態で、調整具４０を上下方向に回動させると、回転摺動部４２の円筒状の上面に沿ってポインタ光照射装置４が上下方向に回動するのである。

図２６に示すように、回転摺動部４２は、側面視で円弧状の外形を有しており、この円弧の中心を中心点４ｃとすると、ポインタ光照射装置４は、中心点４ｃを中心に上下方向に回動するのである。なお、中心点４ｃは、球状に形成されている底面部４７の球の中心とも一致している。したがって、調整具４０を上下方向に回動させることで、底面部４７も、中心点４ｃを中心として回転運動する。

また、図２７に示すように、調整具４０を調整具挿入穴４４に挿入し、左右方向に回動させると、ポインタ光照射装置４が、左右方向に回動する。つまり、ポインタ光照射装置４は、回転摺動部４２の頂点を金属プレート３３の下面に当接させた状態で、水平方向に回動するのである。また、このとき、図２８に示すように、底面部４７は、支持孔３１３の環状の縁に当接した状態で水平方向に回動する。そして、調整具４０を水平方向（左右方向）に回動させた場合も、ポインタ光照射装置４は、中心点４ｃを中心として水平方向（左右方向）に回動するのである。

一方、図２９に示すように、ポインタ光照射装置４は、左右の２つの回転摺動部４２，４２が金属プレート３３に当接しているので、図の矢視Ｃの方向には、回転することはない。つまり、レーザ光照射部４１の光軸を中心とした回転運動は、金属プレート３３により規制されるのである。

このような構成としたことで、ポインタ光照射装置４は、上下方向および水平方向には回動するが、図の矢視Ｃの方向には回転しない。左右の２つのポインタ光照射装置４は、その２つのポインタ光が交わる点により、撮像手段であるセンサユニット３４の焦点位置を指し示すよう調整する必要がある。このためには、ポインタ光照射装置４は、上下方向および左右方向に回動できれば充分であり、ポインタ光の光軸を中心として回転させる必要はない。つまり、本実施の形態の撮像ユニット３およびポインタ光照射装置４は、ポインタ光の調整に必要な方向にのみ回動するよう構成されているので、調整時に、不必要な方向に部材が回転することなく、調整操作が行い易くなっている。

あるいは、ポインタ光照射装置４が、センサユニット３４の視野範囲を示すように調整してもよい。つまり、左右両側のポインタ光照射装置４の指し示す光軸が左右両側に広がるように調整し、撮像素子３４１の視野範囲の外周近傍付近を指し示すようにしてもよい。

本実施の形態における金属プレート３３は、平面を持つ弾性部材であれば、別種の素材でも置き換え可能であり、本体部材３１の一部を該部材に当てることにより組み立て工数及び部品点数の削減を図ることができる。

また、上記の実施の形態においては、ポインタ光照射装置４の上面部が円筒側面状に形成され、底面部が略球面状に形成されているが、上面部と底面部の両方が球面状に形成されていてもよい。あるいは、上面部と底面部の両方が円筒側面状に形成されていてもよい。

また、上記の実施の形態においては、ウィング３１２の支持孔３１３において、ポインタ光照射装置４の底面部を回転自在に支持するようにして、ポインタ光照射装置４の光軸調整を行ったが、ポインタ光照射装置４の上面部が当接するプレート部分に略円状の凹部を形成し、この凹部によりポインタ光照射装置４を回転自在に支持してもよい。

調整具４０を上下方向あるいは左右方向に回動させ、左右のポインタ光照射装置４，４の回動位置を調整したところで、支持孔３１３，３１３の裏側から接着剤を流し込み、底面部４７，４７を支持孔３１３，３１３内で固定させるのである。

ここで、図３０に示すように、底面部４７の下部に、接着剤４７２の注入穴４７１を設けるようにしてもよい。このような構成とすることで、接着面積が広くなり、光軸調整後のポインタ光照明装置４を充分に固定することが可能である。なお、注入穴４７１の断面は、円状であってもよいし四角などの矩形であってもよい。あるいは、十字断面などでもよい。あるいは、複数の小さな丸穴で構成してもよいし、長細い形状であってもよい。また、逆に、底面部４７に突起を持たせる構成であってもよい。この突起の断面についても、円、四角、十字などとしてもよいし、複数の丸い小さな突起で構成してもよい。あるいは、細長形状の突起で構成してもよい。これによっても、接着面積を大きくさせることができる。そして、これによりポインタ光照射装置４の回転方向への強度をアップさせることができる。

このように、ポインタ光照射装置４，４の位置、すなわち光軸が調整された状態で、撮像ユニット３がケーシング内に収納され、バーコードリーダ１として組み立てられるのである。本実施の形態においては、支持孔３１３，３１３は、円筒形上の空間を持った貫通孔としているが、本質的には、底面部４７を支持できる凹部が形成されていればよい。そして、その凹部に対して接着剤を流し込めるだけの挿入孔が設けられればよい。

また、ポインタ光照射装置４を接着固定した後に、金属プレート３３は取り外すようにしてもよい。図１２等で説明したように、金属プレート３３は、ボルト３７で固定されており、着脱可能である。図３１は、金属プレート３３を取り外した状態の撮像ユニット３の斜視図である。また、図３２は、金属プレート３３を取り外した状態の撮像ユニット３の平面図であり、図３３は正面図である。つまり、これらの図で示した撮像ユニット３においては、ポインタ光照射装置４の光軸調整が行われ、ポインタ光照射装置４の位置、角度が接着固定された後に金属プレート３３が取り外されているのである。このように、金属プレート３３を取り外した状態の撮像ユニット３を、プレート１１とカバー１０とからなるケーシング内に収納するようにすればよい。

以上、本発明の光学読取装置をバーコードリーダ１を例に説明したが、本発明の光学読取装置は、バーコードの読取装置に限られず、ＱＲコードなどの２次元コードを読み取る装置にも適用可能である。

バーコードリーダの斜視図である。バーコードリーダの正面図である。バーコードリーダの背面図である。バーコードリーダの左側面図である。バーコードリーダの矢視Ａ−Ａ断面図である。バーコードリーダの矢視Ｂ−Ｂ断面図である。バーコードリーダの組み立て分解図である。バーコードリーダの一部破断斜視図である。バーコードリーダの一部破断斜視図である。撮像素子の上下にＬＥＤ光照明装置を配置し、撮像素子の光軸とバーコード面とを直交させた状態図である。撮像素子の上下にＬＥＤ光照明装置を配置し、撮像素子の光軸とバーコード面とを傾斜させた状態図である。撮像素子の上下にＬＥＤ光照明装置を配置し、撮像素子の光軸とバーコード面とを傾斜させた状態図である。撮像ユニットの斜視図である。撮像ユニットの正面図である。撮像ユニットの平面組立図である。撮像ユニットの側面組立図である。撮像ユニット本体部材の斜視図である。撮像ユニット本体部材の正面図である。撮像ユニット本体部材の背面図である。撮像ユニット本体部材の右側面図である。撮像ユニット本体部材の平面図である。ポインタ光照射装置の斜視図である。ポインタ光照射装置の正面図である。ポインタ光照射装置の右側面図である。ポインタ光照射装置の平面図である。ポインタ光照射装置の上下方向の調整方法を示す図である。ポインタ光照射装置の水平方向の調整方法を示す図である。ポインタ光照射装置の水平方向の調整方法を示す図である。ポインタ光照射装置の回動が規制される方向を示す図である。ポインタ光照射装置の接着形態を示す図である。金属プレート取り外した撮像ユニットの斜視図である。金属プレート取り外した撮像ユニットの平面図である。金属プレート取り外した撮像ユニットの正面図である。

符号の説明

１バーコードリーダ
３撮像ユニット
４ポインタ光照射装置
５ＬＥＤ光照明装置

Claims

情報コードが含まれる撮像エリアを撮像し、得られた撮像画像に基づいて該情報コードに記録されている情報を読み取る機能を備えた設置式の光学読取装置において、
前記情報コードが配置される面と対向する第１の面と、前記情報コードが配置される面とは反対側で前記第１の面と対向する第２の面と、前記第１および第２の面と略直交に配置され互いに対向する第３および第４の面とを備える略直方体形状のケーシングと、
前記ケーシング内で前記第１の面に臨み前記第４の面よりも前記第３の面に近い一端部に配置され、前記情報コードが含まれる撮像エリアを撮像する撮像手段と、
前記ケーシング内で前記第１の面に臨み前記第４の面よりも前記第３の面に近い一端部で、前記撮像手段よりも前記第４の面に近い位置に配置され、前記撮像手段の前記撮像エリアを照射する照明手段と、
前記ケーシング内で前記第１の面に臨み前記第４の面よりも前記第３の面に近い一端部で、前記撮像手段よりも前記第３の面に近い位置に配置され、前記撮像手段の撮像位置を指し示すポインタ光照射手段と、を備え、
前記撮像手段は、その光軸を前記第１および第３の面に直交する面において、前記第１の面と直交する軸よりも前記第３の面側に傾いて配置されることを特徴とする光学読取装置。
請求項１に記載の光学読取装置において、
前記ケーシングは、さらに互いに対向する第５および第６の面を有しており、前記照明手段は、前記撮像手段の配置位置よりも前記第５または第６の面側に配置されることを特徴とする光学読取装置。
請求項１又は請求項２のいずれかに記載の光学読取装置において、
前記第１の面は、前記第３の面側の一端部で、その端部が前記第２の面側に傾斜する傾斜面を有していることを特徴とする光学読取装置。
請求項１から３のいずれか記載の光学読取装置において、
前記ポインタ光照射手段は、
略球面状に形成された底面部と、
円筒側面状に形成された上面部と、
を有し、
前記光学読取装置は、
開口部が略円状の凹部を有する支持部材と、
前記ポインタ光照射手段の前記上面部に当接するプレートと、
を備え、
前記支持部材は、前記凹部に前記ポインタ光照射手段の前記底面部を収納することで、前記ポインタ光照射手段を回転自在に支持し、前記ポインタ光照射手段の前記上面部を前記プレートに当接させた状態で、前記ポインタ光照射手段を、前記プレートと略垂直な軸を中心に回転させることにより、前記ポインタ光照射手段の光軸を調整可能としたことを特徴とする光学読取装置。
請求項１から３のいずれか記載の光学読取装置において、
前記ポインタ光照射手段は、
略球面状に形成された底面部と、
円筒側面状に形成された上面部と、
を有し、
前記光学読取装置は、
開口部が略円状の凹部を有する支持部材と、
前記ポインタ光照射手段の前記上面部に当接するプレートと、
を備え、
前記支持部材は、前記凹部に前記ポインタ光照射手段の前記底面部を収納することで、前記ポインタ光照射手段を回転自在に支持し、前記ポインタ光照射手段の前記上面部を前記プレートに当接させた状態で、前記ポインタ光照射手段を、前記上面部の円筒中心軸を中心に回転させることにより、前記ポインタ光照射手段の光軸を調整可能としたことを特徴とする光学読取装置。
請求項１から３のいずれか記載の光学読取装置において、
前記ポインタ光照射手段は、
略球面状に形成された底面部と、
略球面状に形成された上面部と、
を有し、
前記光学読取装置は、
開口部が略円状の凹部を有する支持部材と、
前記ポインタ光照射手段の前記上面部に当接するプレートと、
を備え、
前記支持部材は、前記凹部に前記ポインタ光照射手段の前記底面部を収納することで、前記ポインタ光照射手段を回転自在に支持し、前記ポインタ光照射手段の前記上面部を前記プレートに当接させた状態で、前記ポインタ光照射手段を、前記プレートと略垂直な軸を中心に回転させることにより、前記ポインタ光照射手段の光軸を調整可能としたことを特徴とする光学読取装置。
請求項１から３のいずれか記載の光学読取装置において、
前記ポインタ光照射手段は、
略球面状に形成された底面部と、
略球面状に形成された上面部と、
を有し、
前記光学読取装置は、
開口部が略円状の凹部を有する支持部材と、
前記ポインタ光照射手段の前記上面部に当接するプレートと、
を備え、
前記支持部材は、前記凹部に前記ポインタ光照射手段の前記底面部を収納することで、前記ポインタ光照射手段を回転自在に支持し、前記ポインタ光照射手段の前記上面部を前記プレートに当接させた状態で、前記ポインタ光照射手段を、前記ポインタ光照射手段の光軸と略直角で、前記プレートと略並行な軸を中心に回転させることにより、前記ポインタ光照射手段の光軸を調整可能としたことを特徴とする光学読取装置。
請求項１から３のいずれか記載の光学読取装置において、
前記ポインタ光照射手段は、
円筒側面状に形成された底面部と、
円筒側面状に形成された上面部と、
を有し、
前記光学読取装置は、
開口部が略円状の凹部を有する支持部材と、
前記ポインタ光照射手段の前記上面部に当接するプレートと、
を備え、
前記支持部材は、前記凹部に前記ポインタ光照射手段の前記底面部を収納することで、前記ポインタ光照射手段を回転自在に支持し、前記ポインタ光照射手段の前記上面部を前記プレートに当接させた状態で、前記ポインタ光照射手段を、前記プレートと略垂直な軸を中心に回転させることにより、前記ポインタ光照射手段の光軸を調整可能としたことを特徴とする光学読取装置。
請求項１から３のいずれか記載の光学読取装置において、
前記ポインタ光照射手段は、
円筒側面状に形成された底面部と、
円筒側面状に形成された上面部と、
を有し、
前記光学読取装置は、
開口部が略円状の凹部を有する支持部材と、
前記ポインタ光照射手段の前記上面部に当接するプレートと、
を備え、
前記支持部材は、前記凹部に前記ポインタ光照射手段の前記底面部を収納することで、前記ポインタ光照射手段を回転自在に支持し、前記ポインタ光照射手段の前記上面部を前記プレートに当接させた状態で、前記ポインタ光照射手段を、前記上面部の円筒中心軸を中心に回転させることにより、前記ポインタ光照射手段の光軸を調整可能としたことを特徴とする光学読取装置。