本發(fā)明涉及向條形碼等讀取對(duì)象投射光，接受其反射光而讀取信息的光學(xué)信息讀取裝置，屬于特別適合于小型化的結(jié)構(gòu)的技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

以往，例如醫(yī)院、工廠(chǎng)等中使關(guān)于樣品、試樣或者零件、工具等的信息以一維條形碼(讀取對(duì)象)的形式表示在這些對(duì)象物的規(guī)定部位，通過(guò)條形碼閱讀器(光學(xué)信息讀取裝置)來(lái)讀取該條形碼的信息。該條形碼閱讀器向條形碼投射帶狀的光，通過(guò)受光透鏡使來(lái)自此處的反射光在CCD線(xiàn)傳感器等攝像元件的受光面上成像。

由此，接受來(lái)自條形碼的反射光的受光透鏡必須在靠條形碼比較近的位置將其整個(gè)長(zhǎng)度方向收在視野中，因此，需要例如90°以上的較寬的視角。另外，關(guān)于向條形碼投射的帶狀的光也同樣需要在條形碼的長(zhǎng)度方向上擴(kuò)展為廣角，并且，要求盡量一樣的光量分布。

因此，在例如專(zhuān)利文獻(xiàn)1中記載的條形碼閱讀器中，在CCD線(xiàn)傳感器的長(zhǎng)度方向、亦即將投射光擴(kuò)展為帶狀的方向并排設(shè)置多個(gè)(例如6個(gè))LED。另外，以在這些LED的排列方向上延伸的方式設(shè)置有半圓柱狀的投光透鏡，從而，將來(lái)自各LED的光集中在寬度方向來(lái)確保光量。

另一方面，例如專(zhuān)利文獻(xiàn)2中記載的條形碼閱讀器中，與上述同樣地使用多個(gè)(例如4個(gè))LED，并且，將各LED配置成向外側(cè)傾斜，由此，使得以帶狀投射到條形碼的光的分布在長(zhǎng)度方向上均勻化。另外，為了減少LED的個(gè)數(shù)而使投光系統(tǒng)小型化，在各LED上覆蓋使光擴(kuò)散的擴(kuò)散板(LED罩)。

專(zhuān)利文獻(xiàn)

專(zhuān)利文獻(xiàn)1：日本特開(kāi)2002－111970號(hào)公報(bào)

專(zhuān)利文獻(xiàn)2：日本特開(kāi)2005－25311號(hào)公報(bào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

然而，如上所述的現(xiàn)有例的條形碼閱讀器均并排設(shè)置多個(gè)LED，特別是前者的現(xiàn)有例中并排多達(dá)6個(gè)LED，因此，有可能導(dǎo)致成本增加、耗電量增大。并且，LED的數(shù)量越多，投光系統(tǒng)就不可避免地增大，這阻礙了條形碼閱讀器的小型化。

關(guān)于這一點(diǎn)，在后者的現(xiàn)有例中，利用LED罩使各LED產(chǎn)生的光擴(kuò)散，并且，相對(duì)于電路板傾斜地安裝LED自身，由此，減少了LED的數(shù)量，但是，即使這樣也需要4個(gè)LED。另外，必須相對(duì)于電路板傾斜地安裝引線(xiàn)型的LED，導(dǎo)致工時(shí)增加。

本發(fā)明的目的是在條形碼閱讀器這樣的光學(xué)信息讀取裝置的、特別是投光系統(tǒng)的構(gòu)成上下工夫，抑制成本增加、耗電量增大，并實(shí)現(xiàn)小型化。

本發(fā)明以光學(xué)信息讀取裝置為對(duì)象，其包括：投光系統(tǒng)，所述投光系統(tǒng)通過(guò)至少1個(gè)投光透鏡將來(lái)自至少1個(gè)光源的光投射到條形碼等讀取對(duì)象；受光系統(tǒng)，所述受光系統(tǒng)通過(guò)受光透鏡使來(lái)自所述讀取對(duì)象的反射光在攝像元件的受光面上成像；以及信號(hào)處理系統(tǒng)，所述信號(hào)處理系統(tǒng)接受來(lái)自所述攝像元件的輸出信號(hào)而讀取所述讀取對(duì)象的信息，其中，所述投光系統(tǒng)構(gòu)成為：向與所述受光透鏡的光軸大致正交的投光平面中且在帶狀的范圍來(lái)投射光，該帶狀的范圍是指在規(guī)定方向上較長(zhǎng)且在與該較長(zhǎng)的規(guī)定方向亦即長(zhǎng)度方向大致正交的寬度方向上較短的帶狀范圍。

并且，對(duì)于所述投光透鏡而言，光從所述光源入射的入射面在所述長(zhǎng)度方向上一樣地呈凹形狀，并且，在所述寬度方向上一樣地呈凸形狀，另一方面，入射到該入射面的光朝向所述投光平面射出的所述投光透鏡的出射面由能夠在所述投光平面的所述長(zhǎng)度方向上得到規(guī)定的光量分布的自由曲面構(gòu)成。

應(yīng)予說(shuō)明，所述投光透鏡的“入射面”是指自光源入射的光從出射面射出而不會(huì)被透鏡的側(cè)面等反射的范圍，另外，所述的“一樣地呈凹形狀”、“一樣地呈凸形狀”分別是曲率即使變化也不存在凸形狀(凹形狀)的部分的含義，而不是凹形狀(凸形狀)的曲率沒(méi)有變化的含義。

在具備這種構(gòu)成的光學(xué)信息讀取裝置中，首先，在投光系統(tǒng)中，由例如LED等光源發(fā)出的光借助投光透鏡以帶狀向條形碼等讀取對(duì)象投射。此時(shí)，投光透鏡以向假定具有讀取對(duì)象的投光平面的長(zhǎng)度方向擴(kuò)展的方式投射光，因此，能夠相應(yīng)地減少長(zhǎng)度方向上排列的光源(LED等)的數(shù)量。由此，能夠抑制成本增加、耗電量增大，還可實(shí)現(xiàn)投光系統(tǒng)的小型化。

另外，所述投光透鏡的入射面在寬度方向上一樣地呈凸形狀，具有將從光源入射到投光透鏡的光集中到寬度方向上的功能，因此，易于確保投光平面的每單位面積的光量。并且，由于入射面在長(zhǎng)度方向上一樣地呈凹形狀，因此，即使該長(zhǎng)度方向的位置不同，距光源的距離差也不會(huì)太大，作為集光透鏡，焦點(diǎn)容易對(duì)上光源。由此，能夠高效率地利用來(lái)自該光源的光。

另一方面，投光透鏡的出射面由自由曲面構(gòu)成，能夠?qū)⑷缟纤鋈肷涞饺肷涿娴墓庠陂L(zhǎng)度方向上適當(dāng)分配。例如使出射面的至少一部分在長(zhǎng)度方向上為凸形狀，使其它部分的至少一部分在長(zhǎng)度方向上為凹形狀，由此，能夠適當(dāng)設(shè)定從該出射面投射到投光平面的光在長(zhǎng)度方向上的光量分布。

換言之，利用投光透鏡的入射面的形狀，能夠在帶狀的投射光的寬度方向上高效地集中來(lái)自光源的光，并且能夠在長(zhǎng)度方向上通過(guò)出射面的自由曲面來(lái)實(shí)現(xiàn)成為目標(biāo)的光量分布。通過(guò)這樣對(duì)入射面和出射面分配功能，其各面的形狀不會(huì)白白地變得復(fù)雜，實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)的容易化。例如出射面在寬度方向上只要為直線(xiàn)狀即可。

優(yōu)選為，所述投光透鏡的所述入射面可以配置成：在長(zhǎng)度方向上呈圓弧狀，該圓弧的中心包含于所述光源的發(fā)光部。由此，能夠使在寬度方向上呈凸形狀的入射面的焦點(diǎn)與光源的發(fā)光部準(zhǔn)確地吻合，能夠更高效率地利用來(lái)自光源的光。

另外，作為投光平面的長(zhǎng)度方向上的光量分布，優(yōu)選的是光量在其兩端側(cè)比中間部大。這是因?yàn)橥ǔＷ鳛橥ㄟ^(guò)受光透鏡的光的分布特性，光量在受光透鏡的光軸附近增大，隨著從光軸的離開(kāi)，光量變小，是為了削弱了該受光系統(tǒng)的特性，使得在攝像元件的受光面上成為平坦的光量分布。

因此，所述光源包括在所述長(zhǎng)度方向上并排配設(shè)的第一光源及第二光源，所述投光透鏡包括在所述長(zhǎng)度方向上并排配設(shè)的第一投光透鏡及第二投光透鏡，在所述第一投光透鏡的出射面上，在遠(yuǎn)離所述第二投光透鏡的外側(cè)，沿所述長(zhǎng)度方向形成有凸形狀的部分，而在靠近所述第二投光透鏡的內(nèi)側(cè)，沿所述長(zhǎng)度方向形成有凹形狀的部分；在所述第二投光透鏡的出射面上，在遠(yuǎn)離所述第一投光透鏡的外側(cè)，沿所述長(zhǎng)度方向形成有凸形狀的部分，而在靠近所述第一投光透鏡的內(nèi)側(cè)，沿所述長(zhǎng)度方向形成有凹形狀的部分。由此，可以將從2個(gè)投光透鏡分別投射到投光平面的光的量設(shè)定成：在該投光平面的長(zhǎng)度方向上的一側(cè)增多而朝向相反側(cè)逐漸減少，使這2個(gè)投射光重合而得到所述的優(yōu)選光量分布。

另外，在所述投光系統(tǒng)中，可以以覆蓋所述投光透鏡的所述出射面?zhèn)鹊姆绞脚湓O(shè)窗部件，并且，在該窗部件與所述投光透鏡之間配設(shè)遮住被射出的光的一部分的遮光部件。通過(guò)利用該遮光部件遮住投射光的一部分，能夠使投光平面的長(zhǎng)度方向上的光量分布發(fā)生變化，因此，能夠補(bǔ)償由用作例如光源的零件的個(gè)體差異等導(dǎo)致的光量分布的差異。

進(jìn)而，優(yōu)選為，作為所述光源，使用表面安裝型的LED，配設(shè)該LED的所述投光系統(tǒng)的第一電路板配置成：與所述受光透鏡的光軸大致正交。由此，能夠在受光透鏡的光軸的方向(以下，也有時(shí)稱(chēng)為光學(xué)信息讀取裝置的前后方向)上減小投光系統(tǒng)的尺寸，有利于裝置的小型化。

另一方面，在光學(xué)信息讀取裝置的所述受光系統(tǒng)中，可以配設(shè)反射鏡、棱鏡等光學(xué)元件，以使通過(guò)所述受光透鏡的反射光的光路折射而導(dǎo)向所述攝像元件。由此，不僅是投光系統(tǒng)，還能夠減少受光系統(tǒng)在前后方向上的尺寸，對(duì)裝置的小型化有利。

另外，在這種情況下，優(yōu)選為，所述攝像元件也采用表面安裝型的攝像元件，配設(shè)該攝像元件的所述信號(hào)處理系統(tǒng)的第二電路板配置成：與所述第一電路板交叉。如果這樣使2塊電路板交叉進(jìn)行配設(shè)，則與使用1塊較大的基板相比，能夠使搭載空間在前后或上下任一方向上減小。

另外，優(yōu)選為，在所述受光系統(tǒng)中限制來(lái)自條形碼的反射光的光闌部配設(shè)在所述受光透鏡的跟前、即朝向所述受光透鏡的光路的上游側(cè)。這是因?yàn)椋喝绻@樣做，則朝向受光透鏡的光的入射角度容易增大，有利于增大視角，并且，來(lái)自受光透鏡的光的出射角度容易減小，因此，能夠使攝像元件的受光面小型化。并且，在受光透鏡與攝像元件之間配設(shè)光學(xué)濾鏡的情況下，還存在朝向該濾鏡的光的入射角度容易減小，容易穩(wěn)定地設(shè)定要濾掉的光的波長(zhǎng)的優(yōu)點(diǎn)。

進(jìn)而，優(yōu)選為，在實(shí)現(xiàn)裝置的小型化的基礎(chǔ)上，作為所述受光透鏡，使用倍率較高的受光透鏡，縮短從受光透鏡至攝像元件的受光面的距離，但是，如果這樣做，則焦點(diǎn)深度變淺，對(duì)在受光透鏡上定位的精度的要求提高。因此，優(yōu)選采用設(shè)置以所述受光透鏡能夠沿光軸的方向滑動(dòng)的方式保持所述受光透鏡的保持部件，借助該保持部件來(lái)對(duì)所述受光透鏡進(jìn)行定位的構(gòu)成。

此外，作為光學(xué)信息讀取裝置的信號(hào)處理系統(tǒng)，可以構(gòu)成為：具備被輸入來(lái)自所述攝像元件的模擬輸出信號(hào)并通過(guò)內(nèi)置的AD轉(zhuǎn)換部來(lái)進(jìn)行數(shù)字化的微處理器，通過(guò)軟件處理對(duì)這樣被數(shù)字化的信號(hào)進(jìn)行解碼。由此，作為電路板上的零件，不需要在微處理器之外另行設(shè)置AD轉(zhuǎn)換器，因此，能夠減小基板，對(duì)裝置的小型化有利。

本發(fā)明所涉及的光學(xué)信息讀取裝置利用投光透鏡將來(lái)自光源的光以帶狀投射到條形碼等讀取對(duì)象，因此，與以往相比減少了LED等所述光源的數(shù)量，能夠抑制成本增加、耗電量增大，并且，可通過(guò)投光系統(tǒng)的小型化來(lái)實(shí)現(xiàn)裝置的小型化。所述投光透鏡的入射面以環(huán)狀的形式在帶狀的投射光的寬度方向上適當(dāng)?shù)丶?，并且，能夠在所述投射光的長(zhǎng)度方向上通過(guò)出射面的自由曲面適當(dāng)?shù)胤峙涔饬俊?/p>

附圖說(shuō)明

圖1是從前方的斜上方觀察本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式所涉及的條形碼閱讀器(光學(xué)信息讀取裝置)得到的立體圖。

圖2是從前方的斜下方觀察上述條形碼閱讀器得到的立體圖，為了方便說(shuō)明，拆下窗部件示出。

圖3是為了示出投光系統(tǒng)、受光系統(tǒng)等條形碼閱讀器的結(jié)構(gòu)，以包含受光透鏡的光軸的橫截面進(jìn)行切斷得到的截面立體圖。

圖4是以包含受光透鏡的光軸的縱截面進(jìn)行切斷得到的截面圖。

圖5是示出投光系統(tǒng)及受光系統(tǒng)的構(gòu)成的立體圖。

圖6是從上方觀察而示出投光系統(tǒng)及受光系統(tǒng)的構(gòu)成的俯視圖。

圖7是在左右方向上觀察而示出投光系統(tǒng)的構(gòu)成的俯視圖。

圖8是表示投光平面上的投射光的光量分布之一例的圖表。

圖9是在左右方向上觀察而示出受光系統(tǒng)的構(gòu)成的俯視圖。

圖10是表示由線(xiàn)傳感器得到的受光量的分布特性之一例的圖表。

圖11是表示光闌部的位置的不同導(dǎo)致的朝向受光透鏡的光的入射角度的不同的說(shuō)明圖。

圖12是表示信號(hào)處理系統(tǒng)的概略構(gòu)成的方塊圖。

圖13是表示AD轉(zhuǎn)換部的各通道的并行工作的時(shí)序圖。

具體實(shí)施方式

以下，參照附圖，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。本實(shí)施方式所涉及的條形碼閱讀器1(光學(xué)信息讀取裝置)安裝在用于讀取條形碼信息的系統(tǒng)中。應(yīng)予說(shuō)明，以下說(shuō)明的實(shí)施方式只不過(guò)是示例，沒(méi)有意圖對(duì)本發(fā)明的構(gòu)成、用途等也進(jìn)行限定。

圖1、2所示的條形碼閱讀器1的殼體2，作為一個(gè)例子是組裝作為樹(shù)脂成型品的下殼體20和上殼體21而成的。如各圖所示，殼體2采用前后及上下較短且左右較長(zhǎng)的大致長(zhǎng)方體狀，如圖1所示，以與圖外的一維條形碼(讀取對(duì)象)對(duì)置的方式在殼體2的前表面的下半部配設(shè)有窗部件22。

該窗部件22為透明的帶狀樹(shù)脂板，作為濾掉波長(zhǎng)較短的光的光學(xué)濾鏡起作用。窗部件22的長(zhǎng)度方向上的中央、約1/3左右的范圍采用供來(lái)自條形碼的反射光Lr(參照?qǐng)D3、5等)通過(guò)的受光窗22a，在其左右兩側(cè)分別采用供朝向條形碼的投射光Lf通過(guò)的投光窗22b。另外，在殼體2的上表面配設(shè)有按鈕開(kāi)關(guān)24、顯示燈25。

圖2中反向示出條形碼閱讀器1的上下，所述窗部件22通過(guò)兼用作遮光部件的雙面膠帶23貼附在殼體2的前表面。后面對(duì)該雙面膠帶23的遮光功能進(jìn)行說(shuō)明。應(yīng)予說(shuō)明，為了方便對(duì)條形碼閱讀器1的內(nèi)部的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說(shuō)明，以下如圖2那樣反向示出上下的情形較多，因此，將該圖2中的左側(cè)僅稱(chēng)為左側(cè)，同樣地將右側(cè)僅稱(chēng)為右側(cè)。

如圖2所示，殼體2的右側(cè)后方的角部的靠上的部分被傾斜地切掉，以貫穿此處所形成的傾斜面2a的方式安裝有線(xiàn)纜6。該線(xiàn)纜6依據(jù)例如RS232C、USB等通信規(guī)格，能夠與系統(tǒng)的主機(jī)設(shè)備之間進(jìn)行雙向通信，而且，還能夠供電。

圖3及圖4中，以包含受光透鏡41的光軸X的橫截面及縱截面分別切斷條形碼閱讀器1，示出其內(nèi)部結(jié)構(gòu)。如這些圖所示，在殼體2的下半部(圖3、4中位于上側(cè))配設(shè)有投光系統(tǒng)3和受光透鏡41等受光系統(tǒng)4的主要部分，另一方面，在殼體2的上半部配設(shè)有包含線(xiàn)傳感器40(攝像元件)的受光系統(tǒng)4的剩下部分、信號(hào)處理系統(tǒng)5的電路的主基板50等，這些部件僅示出于圖4。

－投光系統(tǒng)－

也如圖5所示，投光系統(tǒng)3將來(lái)自例如LED30(光源)的光通過(guò)投光透鏡31、32投射到一維條形碼(未圖示)，在假設(shè)了該條形碼的位置的虛擬的投光平面S(參照?qǐng)D3)上投射在左右方向上較長(zhǎng)且在上下寬度較窄的帶狀的光Lf。投光平面S是以規(guī)定距離沿光軸X的方向離開(kāi)受光透鏡41且與該光軸X大致正交的虛擬的平面。

條形碼由通過(guò)例如印刷、直接打標(biāo)等顯示在對(duì)象物上的黑白條紋圖案構(gòu)成。上述投射光Lf的投射范圍是在左右方向上為規(guī)定的長(zhǎng)度(例如100mm左右)以上且在上下方向上為10mm左右的帶狀，以便將該條紋圖案并排排列的條形碼的長(zhǎng)度方向包括在內(nèi)。并且，如下所述，投光透鏡31、32采用在左右方向上較長(zhǎng)的異形，以便將投射光Lf擴(kuò)展到這樣較寬的范圍。

本實(shí)施方式中，在受光系統(tǒng)4的左右兩側(cè)各配設(shè)有1個(gè)LED30及投光透鏡31、32，LED30為表面安裝型的LED，安裝于投光系統(tǒng)的電路的基板33(圖5中以點(diǎn)劃線(xiàn)表示)。該基板33配置成與受光透鏡41的光軸X的方向(以下，也有時(shí)稱(chēng)為條形碼閱讀器1的前后方向)大致正交，由此，投光系統(tǒng)3的尺寸在前后方向上變小。

來(lái)自這些LED30的光入射的投光透鏡31、32的入射面31a、32a采用包圍LED30的環(huán)面。即，如圖6中從上下方向觀察所示，投光透鏡31、32的入射面31a、32a在左右方向上呈包圍LED30的圓弧狀(凹形狀)，并且，如圖7中從左右方向觀察所示，入射面31a、32a在上下方向上呈凸形狀。

如圖7所示，投光透鏡31、32的出射面31b、32b在上下方向上被形成為直線(xiàn)狀，因此，投光透鏡31、32通過(guò)上述入射面31a、32a的凸形狀而作為在LED30的發(fā)光部30a形成焦點(diǎn)的集光透鏡起作用。因此，從發(fā)光部30a上下擴(kuò)展且入射到投光透鏡31、32的入射面31a、32a的光成為寬度10mm左右的平行光線(xiàn)而投射到投光平面S。

另外，參照?qǐng)D6，這些入射面31a、32a配置成：如上所述在左右方向上呈圓弧狀，其圓弧的中心包含于LED30的發(fā)光部30a。因此，能夠使在上下方向上呈凸形狀的入射面31a、32a的上述集光透鏡的焦點(diǎn)與LED30的發(fā)光部30a準(zhǔn)確吻合，能夠?qū)⒂纱税l(fā)出的光更高效率地朝向投光平面S進(jìn)行投射。

具體而言，入射面31a、32a只要是使由例如下式(1)所示的曲線(xiàn)以規(guī)定的半徑繞通過(guò)LED30的發(fā)光部30a的上下方向的軸旋轉(zhuǎn)而形成的面即可。應(yīng)予說(shuō)明，關(guān)于式(1)，將以圖7中符號(hào)“O”所示的、光軸X與入射面31a、32a的交點(diǎn)表示為原點(diǎn)，將該光軸X方向的坐標(biāo)表示為x，將上下的Z軸方向的坐標(biāo)表示為z。另外，i＝1～n(n為整數(shù))，α_i、c、k均適當(dāng)設(shè)定即可。

[數(shù)學(xué)式1]

另一方面，投光透鏡31、32的出射面31b、32b在左右方向上為自由曲面，如圖6所示，使光在左右方向上適當(dāng)分配而實(shí)現(xiàn)投光平面S上理想的光量分布。以下，參照?qǐng)D6，對(duì)投光透鏡31進(jìn)行說(shuō)明，在各投光透鏡31(32)的出射面31b(32b)上，在遠(yuǎn)離另一個(gè)投光透鏡32(31)的外側(cè)形成有凸形狀的部分，而在靠近另一個(gè)投光透鏡32(31)的內(nèi)側(cè)形成有凹形狀的部分。

具體而言，出射面31b只要為例如下式(2)所示的自由曲面即可。應(yīng)予說(shuō)明，關(guān)于式(2)，對(duì)于投光透鏡31，如圖6所示，將在出射面31b的靠?jī)?nèi)側(cè)最凹的部位表示為原點(diǎn)“O”，自此朝向外側(cè)，將左右的Y軸方向的坐標(biāo)表示為y，并且，與上述式(1)同樣地將光軸X方向的坐標(biāo)表示為x。另外，i＝1～n(n為整數(shù))，α_i適當(dāng)設(shè)定即可。

[數(shù)學(xué)式2]

利用這樣的出射面31b、32b的形狀從投光透鏡31(32)投射到投光平面S的光Lf在出射面31b(32b)的外側(cè)的區(qū)域被集中，而在出射面31b(32b)的內(nèi)側(cè)的區(qū)域擴(kuò)散。結(jié)果，如圖8中分別以虛線(xiàn)及點(diǎn)劃線(xiàn)的圖形所示，分別從投光透鏡31、32投射的光Lf的光量分布在投光平面S的左右任意一側(cè)變多，自此朝向相反側(cè)逐漸減少。

并且，上述2個(gè)投射光Lf在投光平面S中重疊，由此，如圖8中以實(shí)線(xiàn)的圖形所示的那樣，成為在投光平面S的左右兩端側(cè)的光量比中間部大的理想分布。參照?qǐng)D10，在以下的受光系統(tǒng)4的說(shuō)明中對(duì)優(yōu)選該光量分布的理由進(jìn)行說(shuō)明。

應(yīng)予說(shuō)明，本實(shí)施方式的投光系統(tǒng)3中，如上所述將窗部件22貼附在殼體2的前表面的雙面膠帶23作為設(shè)置在投光透鏡31、32與窗部件22(窗部)之間的遮光部件起作用。即，在雙面膠帶23上形成有與受光窗22a及投光窗22b對(duì)應(yīng)的開(kāi)口部23a、23b，與投光窗22b對(duì)應(yīng)的開(kāi)口部23b的上下的開(kāi)口寬度隨著從左右兩側(cè)向中央的靠近而逐漸減小。

并且，在這樣開(kāi)口寬度減小的開(kāi)口部23b中遮住了投射光Lf的一部分，使得投光平面S上的光量分布發(fā)生變化。因此，通過(guò)變更開(kāi)口部23b的形狀，能夠細(xì)微地調(diào)整光量分布，即便因例如LED30的個(gè)體差異等而在光量分布上存在差異，也能夠無(wú)需變更投光透鏡31、32的出射面31b、32b的形狀即可比較容易地補(bǔ)償光量分布的差異。

－受光系統(tǒng)－

除上述圖3～6以外，如圖9所示，本實(shí)施方式的條形碼閱讀器1的受光系統(tǒng)4具備將例如C-MOS、CCD等固體攝像元件一維排列而成的線(xiàn)傳感器40，通過(guò)受光透鏡41將來(lái)自條形碼的反射光Lr集中而使條形碼的像呈現(xiàn)在線(xiàn)傳感器40的受光面40a上。由此，與呈現(xiàn)在受光面40a上的條形碼的像的明暗對(duì)應(yīng)地由線(xiàn)傳感器40輸出電信號(hào)。

這樣通過(guò)受光透鏡41的光的分布通常具有在其光軸X附近光量增大，隨著離開(kāi)光軸X，光量減小的特性(圖10中以虛線(xiàn)的圖形表示)。因此，為了削弱這樣的受光量的特性，實(shí)現(xiàn)在線(xiàn)傳感器40的受光面40a上平坦的光量分布，本實(shí)施方式中，如上所述，使投光平面S上的投射光Lf的光量分布在左右兩端側(cè)與中間部相比光量增大(圖10中以實(shí)線(xiàn)的圖形表示)。

即，圖10中以實(shí)線(xiàn)的圖形所示的理想光量分布和同樣地以虛線(xiàn)的圖形所示的受光量的特性相吻合，從而如同一圖中以點(diǎn)劃線(xiàn)的圖形所示，由線(xiàn)傳感器40接受的反射光Lr的光量的分布在條形碼的整個(gè)長(zhǎng)度方向上成為均勻度較高的平坦的分布。由此，條形碼信息的讀取精度得到提高。

另外，本實(shí)施方式中，在受光透鏡41的后方(光路的下游側(cè))配設(shè)有反射鏡42，使得通過(guò)受光透鏡41的光被反射，其光路朝向上方(圖4、8等的下方)折射約90度。接受這樣被反射的光的線(xiàn)傳感器40為表面安裝型的線(xiàn)傳感器，以其受光面40a朝向下方(圖4、8等的上方)的方式安裝于主基板50。

并且，在上述線(xiàn)傳感器40與反射鏡42之間配設(shè)有IR濾波濾鏡43。IR濾波濾鏡43為主要濾掉紅外光的光學(xué)濾鏡，能夠與前述的窗部件22共同作用而從反射光Lr中除去不需要的波長(zhǎng)的光(雜光)。由此，條形碼信息的讀取精度得到提高。

另一方面，在受光透鏡41的跟前(光路的上游側(cè))設(shè)置有限制來(lái)自條形碼的反射光Lr的光闌44a。本實(shí)施方式中，如圖3、4所示，將光闌部44a形成于受光透鏡41的保持部件(透鏡支架44)，由此，通過(guò)在受光透鏡41的跟前設(shè)置光闌部44a，具有容易使如圖6所示那樣朝向受光透鏡41的反射光Lr的入射角度增大的優(yōu)點(diǎn)。

即，如圖11(a)所示，假設(shè)在受光透鏡41的后方設(shè)置光闌部44a的情況下，與如圖11(b)所示設(shè)置在受光透鏡41的跟前的情形相比，反射光Lr的入射角度θ1容易變小，而出射角度θ2容易變大。因此，如果想要實(shí)現(xiàn)廣角的視野，則不得不將受光系統(tǒng)4大型化。另外，有可能受光面40a也增大，導(dǎo)致線(xiàn)傳感器40的大型化。

相對(duì)于此，像本實(shí)施方式這樣將光闌部44a設(shè)置在受光透鏡41的跟前的情況下，如圖11(b)所示，反射光Lr的入射角度θ1容易變大，因此，容易實(shí)現(xiàn)廣角的視野。另一方面，來(lái)自受光透鏡41的光的出射角度θ2容易變小，因此，即便至線(xiàn)傳感器40的距離變大，也可以使其受光面40a不會(huì)變得太大，容易使線(xiàn)傳感器40小型化。并且，從受光透鏡41朝向IR濾波濾鏡43的光的入射角度變小，由此，還具有容易準(zhǔn)確地設(shè)定要濾掉的光的波長(zhǎng)的優(yōu)點(diǎn)。

進(jìn)而，在本實(shí)施方式中，通過(guò)上述的形成有光闌部44a的透鏡支架44，以能夠調(diào)整受光透鏡41在前后方向(光軸X的方向)上的位置的方式保持受光透鏡41。即，在下殼體20中窗部件22(受光窗22a)與受光透鏡41之間設(shè)置有大致矩形狀的防塵空間，在劃分出該防塵空間的左右壁面上分別滑接透鏡支架44的左右側(cè)面。

因此，通過(guò)使透鏡支架44安裝于下殼體20后前后滑動(dòng)，能夠細(xì)微地對(duì)受光透鏡41進(jìn)行定位。只要在這樣定位后將透鏡支架44通過(guò)粘合劑等固定于下殼體20即可。由此，通過(guò)進(jìn)行受光透鏡41的細(xì)微定位，在為了實(shí)現(xiàn)受光系統(tǒng)4的小型化而采用倍率較高的受光透鏡41的情況下，其焦點(diǎn)深度變淺，還能夠應(yīng)對(duì)高定位精度的要求。

－信號(hào)處理系統(tǒng)－

條形碼閱讀器1包括根據(jù)如上所述那樣形成在受光面40a上的條形碼的像(條紋圖案的明暗)來(lái)接受由線(xiàn)傳感器40輸出的電信號(hào)，讀取條形碼信息的信號(hào)處理系統(tǒng)5。將一例示意性地示于圖12，信號(hào)處理系統(tǒng)5包括放大電路51、AD轉(zhuǎn)換部52、控制部53、存儲(chǔ)器54以及通信接口55，通過(guò)硬件及軟件對(duì)來(lái)自線(xiàn)傳感器40的輸出信號(hào)進(jìn)行信號(hào)處理。

在本實(shí)施方式中，通過(guò)安裝在主基板50上的微處理器P構(gòu)成上述的AD轉(zhuǎn)換部52及控制部53，來(lái)自線(xiàn)傳感器40的輸出信號(hào)(模擬信號(hào))被放大電路51放大后輸入到微處理器P，通過(guò)內(nèi)置的AD轉(zhuǎn)換部52轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。并且，在控制部53中通過(guò)軟件處理進(jìn)行二值化、解碼處理。

控制部53主要由CPU、系統(tǒng)總線(xiàn)、輸入輸出接口等構(gòu)成，具有對(duì)整個(gè)條形碼閱讀器1進(jìn)行控制的功能。即，控制部53執(zhí)行存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器54中的規(guī)定的程序，由此，向LED30的驅(qū)動(dòng)電路發(fā)送控制指令，在規(guī)定的時(shí)機(jī)使LED30發(fā)光，并且，與此同步地將線(xiàn)傳感器40的輸出信號(hào)接收到放大電路51中，進(jìn)行如上所述的處理。

另外，在本實(shí)施方式中，控制部53以多個(gè)通道使用微處理器P內(nèi)置的AD轉(zhuǎn)換部52，通過(guò)使例如2個(gè)通道并行工作來(lái)提高向數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換的速度。作為一例，圖13中示出4通道的情形，使發(fā)送給AD轉(zhuǎn)換部52的各通道的工作要求(由箭頭表示)的時(shí)機(jī)錯(cuò)開(kāi)而使各通道并行工作，由此，轉(zhuǎn)換速度變成4倍。

應(yīng)予說(shuō)明，在控制部53上還連接有例如按鈕開(kāi)關(guān)24、顯示燈25等，還能夠進(jìn)行在工作中使顯示燈25亮燈的控制。另外，控制部53借助通信接口55和線(xiàn)纜6以能夠雙向通信的方式與條形碼閱讀器1的上位系統(tǒng)、例如圖外的主機(jī)設(shè)備等連接。

并且，本實(shí)施方式中，構(gòu)成如上所述的信號(hào)處理系統(tǒng)5的微處理器P等搭載于主基板50，在投光系統(tǒng)3的基板33上如上所述搭載有LED30及其驅(qū)動(dòng)電路的零件。該投光系統(tǒng)3的基板33和主基板50配置成在殼體2內(nèi)大致正交，并相互連接，印刷布線(xiàn)彼此以跨接焊料(也可以為連接器)進(jìn)行連接。

由此，通過(guò)使2塊基板33、50相互交叉配設(shè)，與使用1塊大的基板相比，能夠在前后或上下任意一個(gè)方向減小殼體2內(nèi)應(yīng)該確保的搭載空間。本實(shí)施方式中，將投光系統(tǒng)3的基板33縱向搭載，由此，實(shí)現(xiàn)了殼體2在前后方向上的小型化。

如上所述，在本實(shí)施方式所涉及的條形碼閱讀器1中，首先，在投光系統(tǒng)3中使來(lái)自L(fǎng)ED30的光通過(guò)投光透鏡31、32沿左右方向擴(kuò)展，使其以帶狀投射到一維條形碼。因此，安裝在投光系統(tǒng)3的基板33上的LED30的數(shù)量為2個(gè)就可以了，能夠抑制成本增加、耗電量增大，并且，也有利于投光系統(tǒng)3的小型化。并且，該基板33縱向配置，由此，能夠使投光系統(tǒng)3在條形碼閱讀器1的前后方向上小型化。

另外，投光透鏡31、32的入射面31a、32a配置成環(huán)面，且其左右方向的圓弧形狀的中心包含于LED30的發(fā)光部30a。由此，使在上下方向上呈凸形狀的入射面31a、32a的焦點(diǎn)與LED30的發(fā)光部30a吻合，能夠高效率地利用來(lái)自該LED30的光來(lái)朝向條形碼進(jìn)行投射。

另一方面，投光透鏡31、32的出射面31b、32b由在上下方向上為直線(xiàn)狀且在左右方向上具有凹凸的自由曲面構(gòu)成，能夠?qū)⑷缟纤瞿菢尤肷涞饺肷涿?1a、32a的光在左右方向上適當(dāng)分配。并且，作為投光平面S中光量在左右兩端側(cè)與中間部相比較大的分布，能夠削弱光量在光軸附近增大的受光系統(tǒng)4的特性，實(shí)現(xiàn)在線(xiàn)傳感器40的受光面40a上平坦的光量分布。

換言之，本實(shí)施方式中，利用投光透鏡31、32的入射面31a、32a的形狀，能夠?qū)?lái)自L(fǎng)ED30的光在上下方向上高效地集中，并且，能夠在左右方向上利用出射面31b、32b的自由曲面適當(dāng)分配光量。由此，通過(guò)對(duì)入射面31a、32a和出射面31b、32b分配功能，其各面的形狀不會(huì)白白地變得復(fù)雜，還實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)的容易化。

另外，本實(shí)施方式中，作為受光透鏡41，使用倍率較高的受光透鏡，由此，縮短了至線(xiàn)傳感器40的距離，并且，使通過(guò)受光透鏡41的光由反射鏡42反射而導(dǎo)向線(xiàn)傳感器40，也使受光系統(tǒng)4在前后方向上小型化。并且，由于在受光透鏡41的跟前設(shè)置光闌部44a，所以能夠確保較寬的視角，且使線(xiàn)傳感器40小型化，這也有利于受光系統(tǒng)4的小型化。

進(jìn)而，在本實(shí)施方式中，與主基板50不同地另行設(shè)置如上所述那樣安裝LED30的投光系統(tǒng)3的基板33，并且，在該主基板50上安裝小型化的線(xiàn)傳感器40和內(nèi)置有AD轉(zhuǎn)換部52、存儲(chǔ)器54的微處理器P，由此，能夠使主基板50大幅小型化。并且，通過(guò)將這樣小型化了的主基板50配置成與投光系統(tǒng)3的基板33大致正交，能夠使所需要的搭載空間在前后方向上大幅減小。

亦即，本實(shí)施方式的條形碼閱讀器1對(duì)投光系統(tǒng)3、受光系統(tǒng)4及信號(hào)處理系統(tǒng)5各自的構(gòu)成下工夫，并且，還對(duì)構(gòu)成這些部件的零件的配置等下工夫，從而實(shí)現(xiàn)了讀取一維條形碼的廣角的視野，并且，使該視野內(nèi)的光量分布均勻化而確保條形碼的高讀取性能，且能夠使條形碼閱讀器1特別是在前后方向上比以往大幅減小。

結(jié)果參照?qǐng)D1、2，如上所述，條形碼閱讀器1的殼體2為左右較長(zhǎng)的大致長(zhǎng)方體狀，其前后方向的尺寸和上下方向的尺寸大致相同。由此，將條形碼閱讀器1安裝于系統(tǒng)時(shí)的設(shè)置自由度變高。

－其它實(shí)施方式－

應(yīng)予說(shuō)明，本發(fā)明并不限定于上述實(shí)施方式。例如上述實(shí)施方式中，作為光源，使用2個(gè)表面安裝型的LED30，并通過(guò)投光透鏡31、32投射各自發(fā)出的光，但并不限于此，光源還可以為引線(xiàn)型的LED，光源、投光透鏡31、32不限于2個(gè)，例如可以為1個(gè)。

另外，在上述實(shí)施方式中，使投光透鏡31、32的入射面31a、32a為環(huán)面，但也不限定于此，入射面31a、32a只要在左右方向上一樣地呈凹形狀且在上下方向上一樣地呈凸形狀即可。同樣地，關(guān)于投光透鏡31、32的出射面31b、32b，也不限定于上述實(shí)施方式的形狀。

進(jìn)而，在上述實(shí)施方式中，將形成有投光窗22b、受光窗22a的窗部件22通過(guò)雙面膠帶23貼附于殼體2，并將該雙面膠帶23兼用作遮光部件，但也不限定于此，例如可以在雙面膠帶23之外另外配設(shè)遮光部件，也可以不配設(shè)遮光部件。

另外，在上述實(shí)施方式的受光系統(tǒng)4中，配設(shè)有使來(lái)自受光透鏡41的光的光路折射的反射鏡42，但是，也可以使用棱鏡代替反射鏡。另外，設(shè)置有保持受光透鏡41的透鏡支架44，但是，也可以不設(shè)置透鏡支架，也不需要在透鏡支架44上設(shè)置光闌部44a?？梢詫⒐怅@部44a設(shè)置在受光透鏡41的后方，而不是其跟前。

另外，在上述實(shí)施方式的信號(hào)處理系統(tǒng)5中，將由線(xiàn)傳感器40輸出的模擬信號(hào)通過(guò)微處理器P內(nèi)置的AD轉(zhuǎn)換部52轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，但不限于此，還可以通過(guò)與微處理器P不同的零件構(gòu)成AD轉(zhuǎn)換部52。

進(jìn)而，在上述實(shí)施方式中，與主基板50不同地另行配置安裝投光系統(tǒng)3的LED30等的基板33，使2個(gè)基板33、50相互大致正交，即以約90度的角度交叉，但也并不限定于此，可以使2個(gè)基板33、50以例如60度、75度等90度以外的角度交叉，也可以不交叉而是前后或上下并排配置。或者，可以使投光系統(tǒng)3的基板33與主基板50成為一體。

應(yīng)予說(shuō)明，本發(fā)明可以在不脫離其主旨或主要特征的情形下以其它各種形式進(jìn)行實(shí)施。因此，上述的實(shí)施方式只不過(guò)是所有點(diǎn)中的單純的示例，不應(yīng)該限定性地進(jìn)行解釋。本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求書(shū)給出，不受說(shuō)明書(shū)正文任何拘束。進(jìn)而，屬于權(quán)利要求書(shū)的等同范圍的變形、變更均在本發(fā)明的范圍內(nèi)。

應(yīng)予說(shuō)明，本申請(qǐng)要求基于日本2014年8月28日申請(qǐng)的日本特愿2014-174296號(hào)的優(yōu)先權(quán)。通過(guò)在本申請(qǐng)中描述其內(nèi)容，而將其內(nèi)容納入本申請(qǐng)。另外，對(duì)于本說(shuō)明書(shū)中引用的文獻(xiàn)，通過(guò)在本申請(qǐng)中描述該文獻(xiàn)，而將其全部?jī)?nèi)容具體地納入本申請(qǐng)。

符號(hào)說(shuō)明

1 條形碼閱讀器(光學(xué)信息讀取裝置)

2 殼體

22 窗部件(窗部)

23 雙面膠帶(遮光部件)

3 投光系統(tǒng)

30 LED(光源)

30a 發(fā)光部

31、32 投光透鏡

31a、32a 入射面

31b、32b 出射面

33 投光系統(tǒng)的電路板(第一電路板)

4 受光系統(tǒng)

40 線(xiàn)傳感器(攝像元件)

40a 受光面

41 受光透鏡

42 反射鏡(光學(xué)元件)

44 透鏡支架(保持部件)

44a 光闌部

5 信號(hào)處理系統(tǒng)

50 主基板(信號(hào)處理系統(tǒng)的電路板(第二電路板))

52 AD轉(zhuǎn)換部

Lf 投射光

Lr 反射光

P 微處理器

S 投光平面

X 受光透鏡的光軸