光学信息读取装置制造方法及图纸

一种光学信息读取装置，其包括通过投光透镜(31、32)将来自光源(30)的光投射到条形码等的投光系统(3)和通过受光透镜(41)使摄像元件(40)接受其反射光的受光系统(4)。投光系统(3)向与受光透镜(41)的光轴X大致正交的投光平面(S)中在规定方向上较长且在与该长度方向大致正交的宽度方向上较短的带状的范围投射光(Lf)。投光透镜(31、32)的入射面(31a、32a)在长度方向上一样地呈凹形状，在宽度方向上一样地呈凸形状。另一方面，出射面(31b、32b)呈在投光平面(S)的长度方向上成为规定的光量分布的自由曲面。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】光学信息读取装置
本专利技术涉及向条形码等读取对象投射光，接受其反射光而读取信息的光学信息读取装置，属于特别适合于小型化的结构的

技术介绍
以往，例如医院、工厂等中使关于样品、试样或者零件、工具等的信息以一维条形码(读取对象)的形式表示在这些对象物的规定部位，通过条形码阅读器(光学信息读取装置)来读取该条形码的信息。该条形码阅读器向条形码投射带状的光，通过受光透镜使来自此处的反射光在CCD线传感器等摄像元件的受光面上成像。由此，接受来自条形码的反射光的受光透镜必须在靠条形码比较近的位置将其整个长度方向收在视野中，因此，需要例如90°以上的较宽的视角。另外，关于向条形码投射的带状的光也同样需要在条形码的长度方向上扩展为广角，并且，要求尽量一样的光量分布。因此，在例如专利文献1中记载的条形码阅读器中，在CCD线传感器的长度方向、亦即将投射光扩展为带状的方向并排设置多个(例如6个)LED。另外，以在这些LED的排列方向上延伸的方式设置有半圆柱状的投光透镜，从而，将来自各LED的光集中在宽度方向来确保光量。另一方面，例如专利文献2中记载的条形码阅读器中，与上述同样地使用多个(例如4个)LED，并且，将各LED配置成向外侧倾斜，由此，使得以带状投射到条形码的光的分布在长度方向上均匀化。另外，为了减少LED的个数而使投光系统小型化，在各LED上覆盖使光扩散的扩散板(LED罩)。专利文献专利文献1：日本特开2002－111970号公报专利文献2：日本特开2005－25311号公报
技术实现思路
然而，如上所述的现有例的条形码阅读器均并排设置多个LED，特别是前者的现有例中并排多达6个LED，因此，有可能导致成本增加、耗电量增大。并且，LED的数量越多，投光系统就不可避免地增大，这阻碍了条形码阅读器的小型化。关于这一点，在后者的现有例中，利用LED罩使各LED产生的光扩散，并且，相对于电路板倾斜地安装LED自身，由此，减少了LED的数量，但是，即使这样也需要4个LED。另外，必须相对于电路板倾斜地安装引线型的LED，导致工时增加。本专利技术的目的是在条形码阅读器这样的光学信息读取装置的、特别是投光系统的构成上下工夫，抑制成本增加、耗电量增大，并实现小型化。本专利技术以光学信息读取装置为对象，其包括：投光系统，所述投光系统通过至少1个投光透镜将来自至少1个光源的光投射到条形码等读取对象；受光系统，所述受光系统通过受光透镜使来自所述读取对象的反射光在摄像元件的受光面上成像；以及信号处理系统，所述信号处理系统接受来自所述摄像元件的输出信号而读取所述读取对象的信息，其中，所述投光系统构成为：向与所述受光透镜的光轴大致正交的投光平面中且在带状的范围来投射光，该带状的范围是指在规定方向上较长且在与该较长的规定方向亦即长度方向大致正交的宽度方向上较短的带状范围。并且，对于所述投光透镜而言，光从所述光源入射的入射面在所述长度方向上一样地呈凹形状，并且，在所述宽度方向上一样地呈凸形状，另一方面，入射到该入射面的光朝向所述投光平面射出的所述投光透镜的出射面由能够在所述投光平面的所述长度方向上得到规定的光量分布的自由曲面构成。应予说明，所述投光透镜的“入射面”是指自光源入射的光从出射面射出而不会被透镜的侧面等反射的范围，另外，所述的“一样地呈凹形状”、“一样地呈凸形状”分别是曲率即使变化也不存在凸形状(凹形状)的部分的含义，而不是凹形状(凸形状)的曲率没有变化的含义。在具备这种构成的光学信息读取装置中，首先，在投光系统中，由例如LED等光源发出的光借助投光透镜以带状向条形码等读取对象投射。此时，投光透镜以向假定具有读取对象的投光平面的长度方向扩展的方式投射光，因此，能够相应地减少长度方向上排列的光源(LED等)的数量。由此，能够抑制成本增加、耗电量增大，还可实现投光系统的小型化。另外，所述投光透镜的入射面在宽度方向上一样地呈凸形状，具有将从光源入射到投光透镜的光集中到宽度方向上的功能，因此，易于确保投光平面的每单位面积的光量。并且，由于入射面在长度方向上一样地呈凹形状，因此，即使该长度方向的位置不同，距光源的距离差也不会太大，作为集光透镜，焦点容易对上光源。由此，能够高效率地利用来自该光源的光。另一方面，投光透镜的出射面由自由曲面构成，能够将如上所述入射到入射面的光在长度方向上适当分配。例如使出射面的至少一部分在长度方向上为凸形状，使其它部分的至少一部分在长度方向上为凹形状，由此，能够适当设定从该出射面投射到投光平面的光在长度方向上的光量分布。换言之，利用投光透镜的入射面的形状，能够在带状的投射光的宽度方向上高效地集中来自光源的光，并且能够在长度方向上通过出射面的自由曲面来实现成为目标的光量分布。通过这样对入射面和出射面分配功能，其各面的形状不会白白地变得复杂，实现了设计的容易化。例如出射面在宽度方向上只要为直线状即可。优选为，所述投光透镜的所述入射面可以配置成：在长度方向上呈圆弧状，该圆弧的中心包含于所述光源的发光部。由此，能够使在宽度方向上呈凸形状的入射面的焦点与光源的发光部准确地吻合，能够更高效率地利用来自光源的光。另外，作为投光平面的长度方向上的光量分布，优选的是光量在其两端侧比中间部大。这是因为通常作为通过受光透镜的光的分布特性，光量在受光透镜的光轴附近增大，随着从光轴的离开，光量变小，是为了削弱了该受光系统的特性，使得在摄像元件的受光面上成为平坦的光量分布。因此，所述光源包括在所述长度方向上并排配设的第一光源及第二光源，所述投光透镜包括在所述长度方向上并排配设的第一投光透镜及第二投光透镜，在所述第一投光透镜的出射面上，在远离所述第二投光透镜的外侧，沿所述长度方向形成有凸形状的部分，而在靠近所述第二投光透镜的内侧，沿所述长度方向形成有凹形状的部分；在所述第二投光透镜的出射面上，在远离所述第一投光透镜的外侧，沿所述长度方向形成有凸形状的部分，而在靠近所述第一投光透镜的内侧，沿所述长度方向形成有凹形状的部分。由此，可以将从2个投光透镜分别投射到投光平面的光的量设定成：在该投光平面的长度方向上的一侧增多而朝向相反侧逐渐减少，使这2个投射光重合而得到所述的优选光量分布。另外，在所述投光系统中，可以以覆盖所述投光透镜的所述出射面侧的方式配设窗部件，并且，在该窗部件与所述投光透镜之间配设遮住被射出的光的一部分的遮光部件。通过利用该遮光部件遮住投射光的一部分，能够使投光平面的长度方向上的光量分布发生变化，因此，能够补偿由用作例如光源的零件的个体差异等导致的光量分布的差异。进而，优选为，作为所述光源，使用表面安装型的LED，配设该LED的所述投光系统的第一电路板配置成：与所述受光透镜的光轴大致正交。由此，能够在受光透镜的光轴的方向(以下，也有时称为光学信息读取装置的前后方向)上减小投光系统的尺寸，有利于装置的小型化。另一方面，在光学信息读取装置的所述受光系统中，可以配设反射镜、棱镜等光学元件，以使通过所述受光透镜的反射光的光路折射而导向所述摄像元件。由此，不仅是投光系统，还能够减少受光系统在前后方向上的尺寸，对装置的小型化有利。另外，在这种情况下，优选为，所述摄像元件也采用表面安装型的摄像元件，配设该摄像元件的所述信号处理系统的第二电路本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光学信息读取装置，其包括：投光系统，所述投光系统通过至少1个投光透镜将来自至少1个光源的光投射到读取对象；受光系统，所述受光系统通过受光透镜使来自所述读取对象的反射光在摄像元件的受光面上成像；以及信号处理系统，所述信号处理系统接受来自所述摄像元件的输出信号而读取所述读取对象的信息，其特征在于，所述投光系统构成为：向与所述受光透镜的光轴大致正交的投光平面中且在带状的范围来投射光，该带状的范围是指在规定方向上较长且在与该较长的规定方向亦即长度方向大致正交的宽度方向上较短的带状范围，对于所述投光透镜而言，光从所述光源入射的入射面在所述长度方向上一样地呈凹形状，并且，在所述宽度方向上一样地呈凸形状，另一方面，入射到所述入射面的光朝向所述投光平面射出的所述投光透镜的出射面为能够在所述投光平面的所述长度方向上得到规定的光量分布的自由曲面。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.08.28 JP 2014-1742961.一种光学信息读取装置，其包括：投光系统，所述投光系统通过至少1个投光透镜将来自至少1个光源的光投射到读取对象；受光系统，所述受光系统通过受光透镜使来自所述读取对象的反射光在摄像元件的受光面上成像；以及信号处理系统，所述信号处理系统接受来自所述摄像元件的输出信号而读取所述读取对象的信息，其特征在于，所述投光系统构成为：向与所述受光透镜的光轴大致正交的投光平面中且在带状的范围来投射光，该带状的范围是指在规定方向上较长且在与该较长的规定方向亦即长度方向大致正交的宽度方向上较短的带状范围，对于所述投光透镜而言，光从所述光源入射的入射面在所述长度方向上一样地呈凹形状，并且，在所述宽度方向上一样地呈凸形状，另一方面，入射到所述入射面的光朝向所述投光平面射出的所述投光透镜的出射面为能够在所述投光平面的所述长度方向上得到规定的光量分布的自由曲面。2.根据权利要求1所述的光学信息读取装置，其特征在于，所述投光透镜的所述入射面配置成：在所述长度方向上呈圆弧状，所述圆弧的中心包含于所述光源的发光部。3.根据权利要求1或2中的任一项所述的光学信息读取装置，其特征在于，所述光源包括在所述长度方向上并排配设的第一光源及第二光源，所述投光透镜包括在所述长度方向上并排配设的第一投光透镜及第二投光透镜，在所述第一投光透镜的出射面上，在远离所述第二投光透镜的外侧，沿所述长度方向形成有凸形状的部分，而在靠近所述第二投光透镜的内侧，沿所述长度方向形成有凹形状的部分；在所述第二投光...

【专利技术属性】
技术研发人员：山之内正佳，冈本壮平，
申请(专利权)人：IDEC株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP