光学信息读取装置的制作方法

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光学信息读取装置的制造方法

本发明涉及以光学方式读取信息码等的光学信息读取装置。



背景技术:

以往,在以光学方式读取条形码和qr码(注册商标)等信息码时,对附有该信息码的读取对象照射示出摄像范围的中心的标识光,从而便于读取信息码。然而,在利用标识光示出摄像范围的中心的情况下,存在以下问题,即实际的摄像范围的中心与标识光的中心之间会产生不小的偏差。读取对象与读取装置之间的距离越小,该问题越显著。作为该问题的一个原因,可以列举出如下的原因,即在想要使标识光的光轴与作为摄像范围的中心的光轴接近时,需要根据受光传感器以及标识光源的大小和各自安装所需的区域,将受光传感器与标识光源间隔开配置。

为解决该问题,已知例如下述专利文献1所公开的光学信息读取装置。在该光学信息读取装置中,两个标识光学系统分别设置在受光传感器的两侧,受光传感器配置在右侧标识光学系统与左侧光学系统之间,并且位于连接右侧标识光的光轴与左侧标识光的光轴的虚拟线上。由此,能够使包括右侧标识光和左侧标识光在内的标识光整体的中心的中心轴与受光传感器的受光轴一致,因此能够正确地明示出可读取范围及其读取中心位置,而与读取口和读取对象物之间的距离无关。

在先技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2009-020722号公报



技术实现要素:

发明所要解决的技术问题

然而,在如上所述那样需要多个标识光照射部(标识光源)的结构中,存在以下问题,即不仅因零部件个数的增加而导致制造成本增大,而且需要将两个标识光学系统配置在受光传感器的两侧,因而难以实现读取装置的小型化。

本发明是为了解决上述技术问题而做出的,目的在于提供一种光学信息读取装置,其能够缩小标识光的中心与摄像范围的中心之间的偏差,而不会阻碍小型化。

用于解决技术问题的方案

为达成上述目的,本申请的第一项发明的特征在于,具备:受光传感器(23),能够对信息码(c)进行摄像;反射镜(24、24a),向所述受光传感器反射经由读取口(13)的来自所述信息码的反射光(lr);成像透镜(25),对由所述反射镜反射的光进行聚光,并使其成像于所述受光传感器;以及标识光照射部(22),照射用于示出所述受光传感器的摄像范围的中心的标识光(lm);所述标识光照射部相对于所述读取口设置在比所述反射镜更远的位置,并被配置成使所述标识光的光轴(lgm)平行于作为所述受光传感器的摄像范围的中心的光轴(lgr),且使所述标识光靠近所述反射镜的外缘。

另外,本申请的第二项发明的特征在于,具备:受光传感器(23),能够对信息码(c)进行摄像;成像透镜(25),对来自所述信息码的反射光(lr)进行聚光,并使其成像于所述受光传感器;标识光照射部(22、61、71),照射用于示出所述受光传感器的摄像范围的中心的标识光(lm);以及反射元件(51、64、72),向所述受光传感器的摄像范围反射从所述标识光照射部照射的所述标识光;所述反射元件以如下方式被配置在所述受光元件的摄像范围外并靠近所述成像透镜:使反射的所述标识光的光轴(lgm)与作为所述受光传感器的摄像范围的中心的光轴(lgr)平行并靠近。

此外,上述各括号内的附图标记表示与后面说明的实施方式中记载的具体要素之间的对应关系。

发明的效果

在本申请的第一项发明中,标识光照射部相对于读取口设置在比反射镜更远的位置,并被配置成使标识光的光轴平行于作为受光传感器的摄像范围的中心的光轴,且使标识光靠近反射镜的外缘。由此,能够消除受光传感器以及标识光照射部的大小和各自安装所需的区域等对标识光的光轴与作为摄像范围的中心的光轴之间的距离造成的影响。即、由于标识光经过反射镜的外缘附近,因此标识光的光轴与作为摄像范围的中心的光轴之间的距离由该反射镜的大小决定,因此,能够缩小标识光的中心与摄像范围的中心之间的偏差,而不会阻碍光学信息读取装置的小型化。

根据第一项发明的一个优选例,标识光照射部被配置成使标识光靠近反射镜的外缘中距离成像透镜近的缘部。由此,以比作为摄像范围的中心的光轴更靠近安装受光传感器的基板面的方式照射标识光,因此,能够缩小与基板面正交的方向上的光学系统的高度,能够实现光学信息读取装置的进一步小型化。

根据第一项发明的另一个优选例,反射镜形成为,反射面的整个面与受光传感器的摄像范围一致,因此,能够缩小反射镜的大小,而不会改变摄像范围,因而能够进一步缩小标识光的中心与摄像范围的中心之间的偏差。

根据第一项发明的再一个优选例,标识光照射部与受光传感器安装在相同的基板上,并且设置有标识光用反射镜,所述标识光用反射镜以如下方式反射从标识光照射部照射的标识光:使该标识光的光轴平行于作为受光传感器的摄像范围的中心的光轴并靠近反射镜的外缘。由此,即使将标识光照射部与受光传感器安装在相同的基板上,由于标识光的光轴与作为摄像范围的中心的光轴之间的距离是由反射镜的大小决定的,因此,能够在缩小标识光的中心与摄像范围的中心之间的偏差的同时,实现光学信息读取装置的进一步小型化。

在本申请的第二项发明中,设置有反射元件,所述反射元件向受光传感器的摄像范围反射从标识光照射部照射的标识光,该反射元件以如下方式被配置在受光传感器的摄像范围外并靠近成像透镜:使反射的标识光的光轴与作为受光传感器的摄像范围的中心的光轴平行并靠近。由此,能够消除受光传感器以及标识光照射部的大小和各自安装所需的区域等对标识光的光轴与作为摄像范围的中心的光轴之间的距离造成的影响。即、在成像透镜附近摄像范围狭窄,因而反射元件容易向作为该摄像范围的中心的光轴靠近,而不会落入该摄像范围内,因此,能够缩小标识光的中心与摄像范围的中心之间的偏差,而不会阻碍光学信息读取装置的小型化。

根据第二项发明的一个优选例,反射元件作为校准透镜而构成,所述校准透镜具有入射面、出射面以及反射面,根据设置于入射面以及出射面中的至少一个面的曲率对标识光进行聚光并进行校准,其中,所述反射面以如下方式将从入射面入射的标识光内部反射至出射面:使从入射面入射的标识光的光轴平行于作为摄像范围的中心的光轴。由此,反射元件对于标识光同时兼具作为校准透镜的功能和作为反射透镜的功能,因此,标识光照射部不再需要校准透镜,零部件个数被削减,能够实现光学信息读取装置的小型化。

根据第二项发明的另一个优选例,反射元件形成为,出射面的曲率大于入射面的曲率。与入射面为曲面而出射面为平面的透镜相比,对于入射面为平面而出射面为曲面的透镜来说,从标识光照射部中的光圈的位置到曲面的距离更长。即、通过以出射面的曲率大于入射面的曲率的方式形成透镜,相对于标识光照射部中的光圈的位置,与形成为出射面的曲率小于入射面的曲率的情况相比,等价于透镜位于更远处的情况。另外,即使标识光被校准并出射,只要从透镜到读取对象的距离与标识光照射部中的光圈的直径是一定的,则从光圈的位置到透镜的距离越长,标识光照射到读取对象时的光斑直径就越小,标识光就越亮。因此,通过使出射面的曲率大于入射面的曲率,从而使光斑直径变小,因而能够使标识光更亮,能够提高标识光的可视性。

根据第二项发明的再一个优选例,在作为具有进行内部反射的反射面的透镜而构成的反射元件的出射面设置有衍射光学元件,所述衍射光学元件使在反射面内部反射的标识光衍射,从而形成规定图案。由此,即使是在以示出摄像范围的外缘的方式照射形成为规定图案的标识光的情况下,也能够缩小发挥该标识光的功能的规定图案的中心与摄像范围的中心之间的偏差。

附图说明

图1是概略性地示出第一实施方式的光学信息读取装置的结构的框图。

图2是示出第一实施方式中的标识光照射部与反射镜之间的位置关系的示意图。

图3是示出第二实施方式中的标识光照射部与反射镜之间的位置关系的示意图。

图4是示出第三实施方式中的标识光照射部与反射镜之间的位置关系的示意图。

图5是示出第四实施方式中的标识光照射部与反射镜之间的位置关系的示意图。

图6是示出第四实施方式的变形例中的标识光照射部与反射镜之间的位置关系的示意图。

图7是示出第五实施方式中的受光传感器以及标识光照射部与标识光用反射镜之间的位置关系的示意图。

图8是在相对于图7从y轴方向观察的状态下示出第五实施方式中的受光传感器以及标识光照射部与标识光用反射镜之间的位置关系的示意图。

图9是示出第六实施方式中的受光传感器以及标识光照射部与标识光用透镜之间的位置关系的示意图。

图10是在相对于图9从y轴方向观察的状态下示出第六实施方式中的受光传感器以及标识光照射部与标识光用透镜之间的位置关系的示意图。

图11是放大示出图9的标识光用透镜的剖面图。

图12a是说明通过入射面为平面而出射面为曲面的透镜校准标识光的状态的示意图,图12b是说明通过入射面为曲面而出射面为平面的透镜校准标识光的状态的示意图。

图13a是说明光圈相对于透镜位于较远处的情况的标识光的光斑直径的示意图,图13b是说明光圈相对于透镜位于较近处的情况的标识光的光斑直径的示意图。

图14是示出第七实施方式中的受光传感器以及标识光照射部与标识光用透镜之间的位置关系的示意图。

图15是在相对于图14从y轴方向观察的状态下示出第七实施方式中的受光传感器以及标识光照射部与标识光用透镜之间的位置关系的示意图。

图16是放大示出图14的标识光用透镜的剖面图。

附图标记说明

10:光学信息读取装置

13:读取口

20a:基板

22:标识光照射部

23:受光传感器

24、24a:反射镜

25:成像透镜

26:标识光用反射镜

51:标识光用反射镜(反射元件)

61、71:标识光照射部

64、72:标识光用透镜(反射元件)

65、73:入射面

66、74:出射面

67、75:反射面

76:衍射光学元件

lm:标识光

lr:反射光

具体实施方式

[第一实施方式]

下面,参照附图,对本发明的第一实施方式的光学信息读取装置进行说明。

本实施方式的光学信息读取装置10构成为以光学方式读取一维码和二维码等信息码的信息码读取器。此处,作为一维码,可以设想例如由jan码、ean、upc、itf码、code39、code128、nw-7等构成的所谓的条形码。另外,作为二维码,可以设想例如由qr码、数据矩阵码、马克西码、aztec码等方形形状的信息码。

该光学信息读取装置10在壳体10a的内部收容有电路部20(参见图2),电路部20主要具备照明光源21、标识光照射部22、受光传感器23等的光学系统,以及存储器35、控制电路40等的微型计算机(以下简称“微机”)系统。

光学系统分为投光光学系统与受光光学系统。投光光学系统由照明光源21与标识光照射部22构成。照明光源21发挥能够发出照明光lf的照明光源的功能,例如,由led与设置在该led的出射侧的透镜构成。此外,在图2中,为了方便起见,省略了照明光源21的图示。

标识光照射部22发挥标识光源的功能,该标识光源能够照射示出受光传感器23的摄像范围的中心的标识光lm,例如由led与设置在该led的出射侧的透镜构成。此外,在图1中,概念性地示出了向附有信息码c的读取对象r照射照明光lf以及束状的标识光lm的例子。

受光光学系统由二维的受光传感器23、矩形的反射镜24、成像透镜25等构成。受光传感器23例如作为区域传感器构成为能够对信息码c进行摄像,并且构成为对于受光的信息码的每个单元格(图案)输出与反射光lr的强度相应的电信号(也就是摄像),其中,所述区域传感器二维地配列有作为c-mos和ccd等的固体摄像元件的受光元件。如图2所示,该受光传感器23以能够对经由成像透镜25入射的入射光进行受光的方式安装在基板20a上。

如图2所示,反射镜24发挥如下功能:向受光传感器23反射从外部经由读取口13(在壳体10a的一部分留出的用于照射光以及受光的窗)入射的来自信息码c的反射光lr,通过未图示的支架与成像透镜25一起保持反射镜24。尤其是,在本实施方式中,反射镜24构成为大致呈直角地向受光传感器23反射反射光lr。此外,在图1中,为了方便起见,简略化地图示出了反射光lr的反射方向,并省略了反射镜24的图示。

成像透镜25发挥成像光学系统的功能,所述成像光学系统对由反射镜24反射的光进行聚光,并能够使像成像于受光传感器23的受光面23a。在本实施方式中,由成像透镜25对在反射镜24上反射的来自信息码c的反射光lr进行聚光,并使码像成像于受光传感器23的受光面23a。

微机系统由放大电路31、a/d转换电路33、存储器35、地址生成电路36、同步信号生成电路38、控制电路40、操作部42、液晶显示器43、蜂鸣器44、振动器45、发光部46、通信接口48等构成。该微机系列正如其名,以能够发挥微机(信息处理装置)的功能的控制电路40以及存储器35为中心构成,能够以硬件方式以及软件方式对通过上述光学系统摄像到的信息码的图像信号进行信号处理。另外,控制电路40还对该光学信息读取装置10的整个系统进行控制。

从光学系统的受光传感器23输出的图像信号(模拟信号)被输入到放大电路31中从而以规定增益被放大之后,被输入到a/d转换电路33中,从模拟信号被转换为数字信号。然后,生成数字化的图像信号即图像数据(图像信息)并输入到存储器35中,进而被保存在规定的码图像信息存储区域中。此外,同步信号生成电路38构成为能够生成相对于受光传感器23以及地址生成电路36的同步信号,另外,地址生成电路36构成为能够根据该同步信号生成电路38提供的同步信号生成将被存储到存储器35中的图像数据的存储地址。

存储器35为半导体存储装置,例如ram(dram、sram等)、rom(eprom、eeprom等)相当于该存储器35。在该存储器35中的ram中,除了上述的码图像信息存储区域之外,还能够确保控制电路40在算术运算和逻辑运算等各处理时所要利用的工作区域以及读取条件表。另外,在rom中预先存储有能够执行用于以光学方式读取信息码的读取处理的读取用程序和能够控制照明光源21、受光传感器23等各硬件的系统程序等。

控制电路40为能够对光学信息读取装置10整体进行控制的微机,由cpu、系统总线、输入输出接口等构成,能够与存储器35一同构成信息处理装置,具有信息处理功能。该控制电路40发挥如下功能:对由受光传感器23摄像并存储在存储器35中的信息码的码图像进行解读处理(解码)。另外,控制电路40构成为能够经由内置的输入输出接口与各种输入输出装置(外围设备)连接,在本实施方式的情况下,连接着操作部42、液晶显示器43、蜂鸣器44、振动器45、发光部46、通信接口48等。

操作部42由多个按键构成,形成为根据使用者进行的按键操作向控制电路40发出操作信号的结构,并构成为控制电路40在从操作部42接收到操作信号时,根据该操作信号进行动作。液晶显示器43由公知的液晶显示面板构成,由控制电路40控制显示内容。蜂鸣器44由公知的蜂鸣器构成,构成为根据来自控制电路40的动作信号产生规定的声音。振动部45由搭载于移动设备的公知的振动器构成,构成为根据来自控制电路40的驱动信号产生振动。发光部46例如为led,构成为根据来自控制电路40的信号点亮。通信接口48构成为用于与外部(例如主机设备)之间进行数据通信的接口,形成为与控制电路40协同进行通信处理的结构。

接下来,参照图2,对标识光照射部22与反射镜24之间的位置关系进行详细说明。此外,在照射光以及受光几何学的图2中,为了进行说明,将表示入射至受光传感器23的反射光lr的中心的光轴lgr的方向设为z轴方向,并沿着与该z轴方向正交的面设定了x轴方向(上下方向)以及y轴方向(横方向)。在本实施例中,标识光lm的光轴lgm平行于光轴lgr、且沿着z轴方向。

如图2所示,为了缩小摄像范围的中心与标识光的中心之间的偏差,标识光照射部22被配置成使标识光lm的光轴lgm平行于作为受光传感器23的摄像范围的中心的光轴lgr,并且在设计上尽可能地缩小光轴lgm与光轴lgr之间的距离x。此外,在本实施方式中,构成为标识光lm的光轴lgm与作为摄像范围的中心的光轴lgr相对于基板20a的基板面大致平行。

因此,在本实施方式中,标识光照射部22被配置成使标识光lm靠近反射镜24的上缘24u(反射镜24的外缘中距离成像透镜25最远的缘部)(也就是使标识光lm尽可能地接近上缘24u)。进一步,为了不使该标识光照射部22进入受光传感器23的摄像范围,将标识光照射部22安装在不同于基板20a的基板20b上,从而在z轴方向以及x轴方向上使该标识光照射部22相对于读取口13位于比反射镜24更远的位置。

即、标识光照射部22在z轴方向以及x轴方向上相对于读取口13设置在比反射镜24更远的位置,并被配置成使标识光lm的光轴lgm平行于作为受光传感器23的摄像范围的中心的光轴lgr,且使标识光lm靠近反射镜24的上缘24u(外缘)。例如,束状的标识光lm的下端与反射镜24的上缘24u之间的距离ls在理论上也可能为ls=0,但是,在实际设计上为,微小的规定值δlmin<ls<可视为上述“靠近”的最大值δlmax。也就是说,“靠近(接近)”的含义是指“δlmin≦ls<δlmax”。

根据这样的结构,无需将标识光照射部22与受光传感器23安装在相同的基板上,因此能够消除受光传感器23以及标识光照射部22的大小和各自安装所需的区域等对标识光lm的光轴lgm与作为摄像范围的中心的光轴lgr之间的距离x造成的影响。即、由于标识光lm经过反射镜24的上缘附近,因此标识光lm的光轴lgm与作为摄像范围的中心的光轴lgr之间的距离x由该反射镜24的大小决定,因此,能够缩小标识光的中心与摄像范围的中心之间的偏差,而不会阻碍光学信息读取装置10的小型化。

此外,标识光照射部22不仅限于配置成使标识光lm靠近(接近)反射镜24的上缘24u,也可以配置成使标识光lm靠近(接近)反射镜24的左缘24l或右缘24r等、与上缘不同的外缘的一部分。即使这样配置,通过使标识光lm经过该反射镜24的外缘附近,从而由该反射镜24的大小决定标识光lm的光轴lgm与作为摄像范围的中心的光轴lgr之间的距离x,因此,能够缩小标识光的中心与摄像范围的中心之间的偏差,而不会阻碍光学信息读取装置10的小型化。

[第二实施方式]

接下来,参照图3,对本发明的第二实施方式的光学信息读取装置进行说明。

如图3所示,在本第二实施方式中,与上述第一实施方式的光学信息读取装置主要的不同之处在于,标识光照射部22被配置成使标识光lm靠近(接近)反射镜24的下缘24l(外缘中距离成像透镜25近的缘部)。

由此,以比作为摄像范围的中心的光轴lgr更靠近安装受光传感器23的基板20a的基板面的方式照射标识光lm,因此,能够缩小与该基板面正交的方向上的光学系统的高度,能够实现光学信息读取装置10的进一步小型化。

[第三实施方式]

接下来,参照图4,对本发明的第三实施方式的光学信息读取装置进行说明。

如图4所示,在本第三实施方式中,与上述第一实施方式的光学信息读取装置主要的不同之处在于,反射镜24a形成为,其反射面24b的整个面与受光传感器23的摄像范围大致一致。

这样,在反射镜24a中的反射面24b的整个面形成为与受光传感器23的摄像范围大致一致的情况下,能够缩小反射镜24a的大小,而不会改变受光传感器23的摄像范围,因此,与上述第一实施方式相比,光轴lgm与光轴lgr之间的距离x变得更小,能够进一步缩小标识光lm的中心与摄像范围的中心之间的偏差。

尤其是,在本实施方式中,与上述第一实施方式相比,反射镜24a被配置成更靠近成像透镜25。由此,通过使反射镜24a中的反射面24b的整个面形成为与受光传感器23的摄像范围大致一致,能够进一步缩小反射镜24的大小,能够进一步缩小光轴lgm与光轴lgr之间的距离x。

此外,也能够在其他实施方式中应用本实施方式的特征结构,即、使反射镜24a的反射面24b的整个面与受光传感器23的摄像范围大致。

[第四实施方式]

接下来,参照图5,对本发明的第四实施方式的光学信息读取装置进行说明。

在本第四实施方式中,与上述第一实施方式的光学信息读取装置主要的不同之处在于,标识光照射部22与受光传感器23安装在相同的基板20a上,并新增设置了标识光用反射镜26。

如图5所示,标识光照射部22以如下方式被安装在基板20a上:向相对于基板20a的基板面正交的方向照射标识光lm。而且,标识光用反射镜26被配置成以如下方式反射从标识光照射部22照射的标识光lm:使其光轴lgm平行于作为受光传感器23的摄像范围的中心的光轴lgr并靠近反射镜24的上缘。

由此,即使将标识光照射部22与受光传感器23安装在相同的基板20a上,由于标识光lm的光轴lgm与作为摄像范围的中心的光轴lgr之间的距离x是由反射镜24的大小决定的,因此,能够在缩小标识光的中心与摄像范围的中心之间的偏差的同时,实现光学信息读取装置10的进一步小型化。

此外,标识光用反射镜26不仅限于配置成使标识光lm靠近反射镜24的上缘24u,也可以配置成使标识光lm靠近反射镜24的左缘24l或右缘24r等、与上缘24u不同的外缘的一部分。即使这样配置,通过使标识光lm经过该反射镜24的外缘附近,从而由该反射镜24的大小决定标识光lm的光轴lgm与作为摄像范围的中心的光轴lgr之间的距离x,因此,能够在缩小标识光的中心与摄像范围的中心之间的偏差的同时,实现光学信息读取装置10的进一步小型化。

尤其是如图6所示,标识光用反射镜26也可以被配置成使标识光lm靠近(接近)反射镜24的下缘24l(外缘中距离成像透镜25近的缘部)。在这种情况下,以比作为摄像范围的中心的光轴lgr更靠近安装受光传感器23的基板20a的基板面的方式照射标识光lm,因此,能够缩小与该基板面正交的方向上的光学系统的高度,能够实现光学信息读取装置10的进一步小型化。

[第五实施方式]

接下来,参照图7以及图8,对本发明的第五实施方式的光学信息读取装置进行说明。

在本第五实施方式中,与上述第一实施方式的光学信息读取装置主要的不同之处在于,撤掉反射镜24,作为向受光传感器23的摄像范围反射标识光lm的反射元件而新增设置了标识光用反射镜51。

在本实施方式中,如图7以及图8所示,受光传感器23安装在读取模块用的基板20c上,并被配置成使作为其摄像范围的中心的光轴lgr相对于基板20c的基板面大致正交。该基板20c集成在读取模块50中,并被配置成使从外部经由读取口13入射的来自信息码c的反射光lr在受光传感器23上被受光。

在本实施方式中,标识光照射部22作为读取模块50的一个要素而构成。标识光照射部22位于成像透镜25附近,并被配置成向成像透镜25的出射侧照射标识光lm,而不使标识光lm与光轴lgr相交。

标识光用反射镜51以如下方式被配置在受光传感器23的摄像范围外并靠近成像透镜25:使反射的标识光lm的光轴lgm与作为摄像范围的中心的光轴lgr平行并靠近。更具体而言,标识光用反射镜51被配置成,如图7中所示,在y轴方向上光轴lgm与光轴lgr一致,并且如图8中所示,在x轴方向上光轴lgm与光轴lgr相距距离δx反射标识光lm。在成像透镜25附近,由于受光传感器23的摄像范围狭窄,因此容易使标识光用反射镜51接近光轴lgr,而不会被受光传感器23摄像,光轴lgm与光轴lgr之间的距离δx变小。

这样,在本实施方式中,作为向受光传感器23的摄像范围反射从标识光照射部22照射的标识光lm的反射元件,设置有标识光用反射镜51,该标识光用反射镜51以如下方式被配置在受光传感器23的摄像范围外并靠近成像透镜25:使反射的标识光lm的光轴lgm与作为受光传感器23的摄像范围的中心的光轴lgr平行并靠近。

由此,能够消除受光传感器23以及标识光照射部22的大小和各自安装所需的区域等对标识光lm的光轴lgm与作为摄像范围的中心的光轴lgr之间的距离δx造成的影响。即、在成像透镜25附近摄像范围狭窄,因此容易使标识光用反射镜51靠近作为该摄像范围的中心的光轴lgr,而不会进入摄像范围内,因此,能够缩小标识光的中心与摄像范围的中心之间的偏差,而不会阻碍光学信息读取装置10的小型化。

[第六实施方式]

接下来,参照图9至图13,对本发明的第六实施方式的光学信息读取装置进行说明。

在本第六实施方式中,与上述第五实施方式的光学信息读取装置主要的不同之处在于,取代标识光照射部22以及标识光用反射镜51而采用标识光照射部61以及标识光用透镜64。

在本实施方式中,如图9至图11所示,作为读取模块60的一个要素而构成的标识光照射部61不同于标识光照射部22,其不具备用于对标识光进行聚光并进行校准的透镜,而是构成为具备标识光用led62与标识光用光圈63。因此,从标识光用led62照射的光一边在由标识光用光圈63汇聚的状态下扩散,一边作为标识光lm入射至标识光用透镜64。

标识光用透镜64作为反射元件而构成,具有入射面65、出射面66以及反射面67,所述反射面67以如下方式将从入射面65入射的标识光lm内部反射至出射面66:使从入射面65入射的标识光lm的光轴lgm平行于作为摄像范围的中心的光轴lgr。标识光用透镜64构成为校准透镜,根据设置于入射面65以及出射面66的曲率对标识光lm进行聚光并进行校准。

标识光用透镜64与上述标识光用反射镜51同样地配置在受光传感器23的摄像范围外并靠近成像透镜25。更具体而言,标识光用透镜64被配置成,在图9中示出的y轴方向上光轴lgm与光轴lgr一致,并且在图10中示出的x轴方向上光轴lgm与光轴lgr相距距离δx反射标识光lm。

在此,对入射面65以及出射面66的曲率进行说明。

入射面65以如下的曲率形成,即该曲率为,通过对入射的标识光lm进行聚光从而在反射面67进行全反射。出射面66以如下的曲率形成,即该曲率为,通过对在反射面67反射的标识光lm进行聚光从而进行校准、且比入射面65的曲率大。

另外,与如图12b所示的入射面111b为曲面而出射面112b为平面的透镜110b相比,对于如图12a所示的入射面111a为平面而出射面112a为曲面的透镜110a来说,从标识光照射部100中的光圈101的位置到曲面的距离变长。即、通过以出射面的曲率大于入射面的曲率的方式形成透镜,相对于标识光照射部100中的光圈101的位置,与形成为出射面的曲率小于入射面的曲率的情况相比,等价于透镜110位于更远处的情况。

另外,即使标识光lm被校准并出射,只要从透镜110到读取对象的距离(参照图13的标记l)与标识光照射部100中的光圈101的直径(参照图13的标记d)是一定的,则从图13a、图13b公开的内容以及以下数学式(1)可知,从光圈101的位置到透镜110的距离b(参照图13的标记b1、b2)越长,标识光lm照射到读取对象时的光斑直径d(参照图13的标记d1、d2)越小。

d=d×l/b……(1)

这样,当标识光lm的光斑直径d变小时,标识光lm变亮。因此,如图11所示,通过使出射面66的曲率大于入射面65的曲率,使光斑直径d变小,因而能够使标识光lm变亮。

这样,在本实施方式中,发挥反射元件的功能的标识光用透镜64作为校准透镜而构成,所述校准透镜具有入射面65、出射面66以及反射面67,根据设置于入射面65以及出射面66的曲率对标识光lm进行聚光并进行校准,其中,所述反射面67以如下方式将从入射面65入射的标识光lm内部反射至出射面66:使从入射面65入射的标识光lm的光轴平行于作为摄像范围的中心的光轴lgr。

由此,标识光用透镜64对于标识光lm同时兼具作为校准透镜的功能和作为反射透镜的功能,因此标识光照射部52不再需要校准透镜,零部件个数被削减,能够实现光学信息读取装置10的小型化。

尤其是,标识光用透镜64形成为,出射面66的曲率大于入射面65的曲率,因此从光圈的位置到透镜的距离实际上变长,光斑直径变小,因而能够使标识光lm变亮,因此能够提高标识光lm的可视性。

此外,根据所要求的标识光的可视性等,标识光用透镜64也可以构成为如下的透镜(反射元件):根据设置于入射面65以及出射面66中的至少一个面的曲率对标识光lm进行聚光并进行校准。例如,根据所要求的标识光的可视性等,标识光用透镜64可以如图12a中示例出的那样形成为入射面为平面而出射面为曲面,也可以如图12b中示例出的那样形成为入射面为曲面而出射面为平面。

[第七实施方式]

接下来,参照图14至图16,对本发明的第七实施方式的光学信息读取装置进行说明。

在本第七实施方式中,与上述第六实施方式的光学信息读取装置主要的不同之处在于,以示出受光传感器23的摄像范围的外缘的方式,通过规定图案照射标识光,为了缩小该通过规定图案照射的标识光的中心与摄像范围的中心之间的偏差,取代标识光用透镜61以及标识光用透镜64而采用标识光照射部71以及标识光用透镜72。

在本实施方式中,如图14以及图15所示,作为读取模块70的一个要素而构成的标识光照射部71由照射激光的激光二极管等构成,所述激光作为标识光lm。

如图16所示,标识光用透镜72作为反射元件而构成,具有入射面73、出射面74以及反射面75,所述反射面75以如下方式将从入射面73入射的标识光lm内部反射至出射面74:使从入射面73入射的标识光lm的光轴lgm平行于作为摄像范围的中心的光轴lgr。另外,在标识光用透镜72中,标识光lm作为激光从标识光照射部71入射,因此在入射面73以及出射面74上不再需要聚光用的曲面。

尤其是,在标识光用透镜72中,衍射光学元件(衍射光栅)76一体地设置于出射面74。该衍射光学元件76例如为计算机合成全息图cgh等,构成为将从反射面75入射的光分光成用于示出其光轴lgm的十字形状的标识光lm1、与相对于光轴lgm对称的四个标识光lm2,以作为规定图案。尤其是,衍射光学元件76构成为,使四个标识光lm2示出受光传感器23的摄像范围的四个角。

与上述的标识光用反射镜51和标识光用透镜64同样地,以这种方式构成的标识光用透镜72被配置在受光传感器23的摄像范围外并靠近成像透镜25。更具体而言,标识光用透镜72被配置成,在图14中示出的y轴方向上光轴lgm与光轴lgr一致,并且在图15中示出的x轴方向上光轴lgm与光轴lgr相距距离δx反射标识光lm。

这样,在本实施方式中,在具有进行内部反射的反射面75的标识光用透镜72的出射面74设置有衍射光学元件76,所述衍射光学元件76以形成规定图案的方式使在反射面75内部反射的标识光衍射。由此,即使是在以示出摄像范围的外缘的方式照射作为规定图案而形成的标识光lm1、lm2的情况下,也能够缩小该发挥标识光的功能的规定图案的中心与摄像范围的中心之间的偏差。

此外,设置于出射面74的衍射光学元件76不仅限于构成为将从反射面75入射的光以如上方式分光成标识光lm1与四个标识光lm2,以作为规定图案,为了使摄像范围可视,也可以构成为照射其他的图案。另外,衍射光学元件76不仅限于如上所述那样相对于出射面74一体成型,也可以单独地形成,并从后方集成到出射面74。

[其他实施方式]

此外,本发明不仅限于上述各实施方式,例如,也可以如下所述那样具体化。

(1)在上述各实施方式中,反射镜24、24a以及标识光照射部22被配置成使标识光lm的光轴lgm以及作为摄像范围的中心的光轴lgr相对于基板20a的基板面大致平行,但是不仅限于此,也可以配置成使光轴lgm以及光轴lgr相对于基板20a的基板面倾斜。

(2)本发明能够应用在具有以光学方式读取信息码的功能并且兼具其他的功能、例如与无线通信媒体进行无线通信的无线通信功能等的信息读取装置中。

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