光学情報読取装置用のＬＥＤ照明装置
【課題】照明の自在性を高める。
【解決手段】リング型外部照明ユニット4は、リング状の円筒形状のフロントケース75と、リヤケース76とからなるアウターケースの内部に、ＬＥＤ基板77と回路基板78とが第１スペーサを介して積層した状態で収容されている。フロントケース７５の断面リング状の形状とほぼ同じ大きさのリング状のＬＥＤ基板77には複数の照明用ＬＥＤ80が実装されている。回路基板７８には、ＬＥＤ駆動回路の他に、外部照明ユニット4に搭載された複数のＬＥＤ80の点灯を制御すると共にバーコードリーダ2との通信を制御するＣＰＵ、メモリＭが実装されている。
【解決手段】リング型外部照明ユニット4は、リング状の円筒形状のフロントケース75と、リヤケース76とからなるアウターケースの内部に、ＬＥＤ基板77と回路基板78とが第１スペーサを介して積層した状態で収容されている。フロントケース７５の断面リング状の形状とほぼ同じ大きさのリング状のＬＥＤ基板77には複数の照明用ＬＥＤ80が実装されている。回路基板７８には、ＬＥＤ駆動回路の他に、外部照明ユニット4に搭載された複数のＬＥＤ80の点灯を制御すると共にバーコードリーダ2との通信を制御するＣＰＵ、メモリＭが実装されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バーコードやＱＲコードなどの光学情報を読み取るための光学情報読取装置に用いられる照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
トレーサビリティ（traceability）が普及した今日、工場や物流拠点などに光学情報読取装置を設置して、製品や産品に付与されたバーコードなどの光学情報又は光学符号の解読が行われている。この種の光学情報読取装置は「バーコードリーダ」又は「コードリーダ」と呼ばれている。
【０００３】
バーコードリーダはレーザ光、可視光、赤外光を光学情報に照射し、その反射光を光学読取素子(撮像素子)で取り込む。そして、この取り込んだ撮像画像から光学情報に記録されている情報の解析が行われる。
【０００４】
バーコードリーダは、特許文献１に見られるように照明用ＬＥＤを備え、この照明用ＬＥＤで視野範囲を照明しながら光学情報の取り込みが行われる。また、必要に応じて、バーコードリーダとは別体の外部照明が使用される（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−３３４６５号公報
【特許文献２】特開平１１−３３８９６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ワークの表面性状や作業環境によっては同じ照明であっても光学情報を読み取るのが難しくなることから、バーコードリーダの読取精度を向上するには視野範囲の照明が重要になる。特に、特許文献１に開示のようにバーコードリーダの小型化を企図したときには視野範囲の照明が一層難しくなる。
【０００７】
本発明の目的は、照明の自在性を高めることのできる光学情報読取装置用のＬＥＤ照明装置を提供することにある。
本発明の更なる目的は、ＬＥＤ照明装置の大型化を招くことなく照明の自在性を高めることのできる光学情報読取装置用のＬＥＤ照明装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の技術的課題は、本発明によれば、
光学情報付きのワークから光学情報を読み取る光学情報読取装置に用いられ、該光学情報読取装置の光軸を中心としてリング状に照明用ＬＥＤを配列したＬＥＤ照明装置であって、
第１の円周上に配列された第１の列の複数の照明用ＬＥＤと、
前記第１の円周とは異なる直径の第２の円周上に配列された第２の列の複数の照明用ＬＥＤと、
前記第１の列と前記第２の列を円周方向に区分したブロック毎に各ブロックに属する複数の照明用ＬＥＤが直列に接続され且つブロックスイッチをＯＮ/ＯＦＦすることにより当該ブロックに属する複数の照明用ＬＥＤに電圧を印加できる状態を生成するブロック回路と、
各ブロック回路に接続された定電流回路と、
前記各ブロック回路に直列に接続された複数の照明用ＬＥＤを前記第１、第２の列に区分して、各列の照明用ＬＥＤと並列に接続された列スイッチとを有し、
前記ブロックスイッチと前記列スイッチのＯＮ/ＯＦＦを制御することにより、予め設定されたエリアを単位にユーザが設定した点灯パターンで部分照明することができることを特徴とする光学情報読取装置用のＬＥＤ照明装置を提供することによって達成される。
【０００９】
すなわち、本発明によれば、リング状の面光源となるＬＥＤ照明装置において、ブロックスイッチと列スイッチとの組み合わせによって、一部のエリアで照明し他のエリアは点灯しないというように点灯パターンを任意に設定することができる。この設定はユーザに委ねられることから、ユーザは最も適した点灯パターンを設定することで、作業環境やワークの表面性状に適した点灯パターンによって光学情報の読取精度を高めることができる。
【００１０】
本発明の好ましい実施形態では、本発明にいうＬＥＤ照明装置が、必要に応じてバーコードリーダに接続可能な外部照明ユニットであり、この外部照明ユニットは、前記複数のＬＥＤを実装したＬＥＤ基板と、該複数のＬＥＤを駆動するための駆動回路を備えた回路基板とを有し、前記ＬＥＤ基板と前記回路基板がスペーサを介して上下に積層される。これにより、ＬＥＤ基板に対して照明用ＬＥＤの実装密度を高めたとしても、照明用ＬＥＤを実装したＬＥＤ基板とは別に、ＬＥＤ駆動回路を実装した回路基板を用意したことから、ＬＥＤ駆動回路の制約を受けずに照明用ＬＥＤの密度を高めることができる。そして、ＬＥＤ基板と回路基板とがスペーサを介して上下に積層されているため外部照明ユニットの大型化を招くことはない。本発明の他の目的及び作用効果は以下の実施例の詳しい説明から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】バーコードリーダ・システムの全体構成図である。
【図２】光学情報読取装置であるバーコードリーダの斜視図である。
【図３】バーコードリーダの内部に配置される各種基板の配置を斜め前方から見た図である。
【図４】図３に関連した図であって、バーコードリーダの内部に配置される各種基板の配置を斜め後方から見た図である。
【図５】バーコードリーダに内蔵される各種基板の結線関係を説明するための図である。
【図６】バーコードリーダに内蔵されるシャーシと、このシャーシに組み付けられたメイン基板、電源基板、サブ基板の配置を説明するための図である。
【図７】シャーシに組み付けられる各種の要素を説明するための図である。
【図８】カメラモジュールを斜め後方から見た図である。
【図９】カメラモジュールを斜め前方から見た図である。
【図１０】カメラモジュールの内部構造を説明するための概念図である。
【図１１】カメラモジュールと各種基板の関係を示す図であり、この状態でバーコードリーダのメインケースに収容される。
【図１２】図１１と同様に、カメラモジュールと各種基板の関係を示す図であり、好ましい例として、電源基板、メイン基板の上に放熱部材である熱伝導ゴムを載置した例を示す図である。
【図１３】図１２に関連して、熱伝導ゴムが電源基板、メイン基板とメインケースとに当接した状態を説明するための図である。
【図１４】メインケースから前方に延びる一対のロッド状の延長部分の前端面にＬＥＤ基板（内部照明基板）を取り付け、また、延長部分に電源基板、メイン基板の前端を固定することを説明するための図である。
【図１５】バーコードリーダのメインケース及びその開放した後端がリヤケースによって閉じられることを説明するための図であり、このリヤケースにコネクタ基板を固定した状態を示す分解斜視図である。
【図１６】図１５に図示の内蔵物を収容したメインケースの正面図である。
【図１７】図１６からカメラモジュールを取り除いた状態のメインケースの正面図である。
【図１８】メインケースに固定されるカメラモジュールの焦点距離を調整する一つの手段を説明するための図である。
【図１９】メインケースに固定されるカメラモジュールの光軸のズレを調整する一つの手段を説明するための図である。
【図２０】外部照明ユニットをバーコードリーダに取り付けた状態を示す図である。
【図２１】外部照明ユニットの分解斜視図である。
【図２２】外部照明ユニットに内蔵されるＬＥＤを搭載したＬＥＤ基板の斜視図である。
【図２３】外部照明ユニットに組み込まれる２枚の基板の取り付け関係を説明するための図である。
【図２４】外部照明ユニットのアウターケースを構成するフロントケースとリヤケースのシール構造の一例を示す図である。
【図２５】外部照明ユニットのアウターケースを構成するフロントケースとリヤケースのシール構造の他の例を示す図である。
【図２６】バーコードリーダに外部照明ユニットを組み付けるためのツールであるプレート部材の上端部を抽出した部分斜視図である。
【図２７】プレート部材とバーコードリーダとの締結構造を説明するためにプレート部材の一部を抽出した部分斜視図である。
【図２８】プレート部材に設けられた取付金具の変形例を示す図である。
【図２９】図２８に図示の取付金具の断面図である。
【図３０】小径の専用外部照明ユニットをバーコードリーダに取り付けた状態の断面図である。
【図３１】大径の専用外部照明ユニットをバーコードリーダに取り付けた状態の断面図である。
【図３２】バーコードリーダに内蔵された面光源である内部照明ユニットに含まれるＬＥＤが複数のエリアに区分けされて、各エリア毎に点灯制御されることを説明するための図であり、内部照明ユニットの正面図である。
【図３３】大径の専用外部照明ユニットの正面図であり、この外部照明ユニットに含まれるＬＥＤが複数のエリアに区分けされて、各エリア毎に点灯制御されることを説明するための図である。
【図３４】小径の専用外部照明ユニットの正面図であり、この外部照明ユニットに含まれるＬＥＤが複数のエリアに区分けされて、各エリア毎に点灯制御されることを説明するための図である。
【図３５】内部照明ユニット及び外部照明ユニットに組み込まれたＬＥＤ駆動回路の一例を示す図である。
【図３６】内部照明ユニット及び外部照明ユニットの部分照明を制御するための系統図である。
【図３７】ブロックスイッチ、列スイッチ機構の具体例を示す図である。
【図３８】内部照明及び外部照明のＬＥＤ駆動に関する「ブロック」「列」の概念を説明するための図である。
【図３９】内部照明ユニット及び外部照明ユニットの部分照明に関する設定エリアの点灯制御に関連した全体系統図である。
【図４０】図１に関連したバーコードリーダ・システムの構成図である。
【発明を実施するための形態】
【実施例】
【００１２】
以下に、添付の図面に基づいて本発明の好ましい実施例を説明する。
【００１３】
バーコードリーダ・システム（図１）：
図１はバーコードリーダ・システムの概要を説明するための図である。図１を参照して、バーコードリーダ・システム１は、二次元情報読取装置であるバーコードリーダ２と、必要に応じてバーコードリーダ２に接続されるパーソナルコンピュータ３とを有し、バーコードリーダ２で撮像した画像をパーソナルコンピュータ３で確認しながら、このパーソナルコンピュータ３を使って各種の設定が行われる。バーコードリーダ・システム１には、更に、必要に応じてリング型の外部照明ユニット４がバーコードリーダ２に接続され、バーコードリーダ２の内部照明ユニット５と一緒になって又は内部照明ユニット５の動作を止めて外部照明ユニット４だけでワークを照明する。
【００１４】
リング型の外部照明ユニット４は、このバーコードリーダ・システム１のための専用品であり、異なる種類の複数の外部照明ユニット４を用意するのが好ましい。勿論、外部照明ユニット４として専用品以外の照明ユニットを組み込むことも可能である。
【００１５】
バーコードリーダ・システム１は、バーコード、ＱＲコードなどの光学情報又は光学符号が印字又は刻印された商品あるいは物品を製造する工場では物品の搬送経路に設置され、バーコードリーダ２で商品又は物品に印字された光学情報に記録されている情報を読み取り、この情報をパーソナルコンピュータ３に転送して情報の解析が行われる。「光学情報読取装置」は一般的に“バーコードリーダ”又は“コードリーダ”を呼ばれており、ここでは“バーコードリーダ”という業界用語を使用する。
【００１６】
また、図示の例では、図１に開示のように、パーソナルコンピュータ３に設定プログラムをインストールすることにより、このパーソナルコンピュータ３を使ってバーコードリーダ・システム１の各種の設定が行われる。勿論、バーコードリーダ２に例えばタッチパネル付き表示手段を設けて、この表示手段を使ってバーコードリーダ２、内部照明ユニット５（図３）及び/又は外部照明４(図２０、図２１)の設定作業ができるようにしてもよい。
【００１７】
バーコードリーダ２（図２〜図１９）：
図２はバーコードリーダ２の外観を示す斜視図である。バーコードリーダ２は、断面多角形の形状のメインケース６と、メインケース６の前端に固定される円筒状のフロントケース７とを有し、この円筒状のフロントケース７に前述した内部照明ユニット５が内蔵されている。メインケース６は、図２などから分かるように略正方形の断面形状を備えているのが好ましい。
【００１８】
バーコードリーダ２には互いに独立した複数の基板が内蔵されている。図３〜図５を参照して、バーコードリーダ２が備える複数の基板は次の通りである。
（１）メイン基板１０：
メイン基板１０には、ＣＰＵ、メモリＭが搭載され、画像をメモリＭに転送してＤＳＰ(digital Signal Processor)で画像処理する。そして、メイン基板１０のＣＰＵで内部照明ユニット５を具備したバーコードリーダ２を制御し、また、外部照明ユニット４との通信を実行する。
（２）電源基板１１：
バーコードリーダ２の電源を生成する。絶縁入出力回路が実装されている。
【００１９】
（３）サブ基板１２：
大容量メモリが搭載されており、この大容量メモリに取得画像や各種の設定が保存される。制限した大きさ及び形状のメイン基板１０では、このメイン基板１０に実装することのできなかった要素が実装される。
（４）ＣＭＯＳ基板１３(受光基板)：
ＣＭＯＳイメージセンサ（光学読取素子）が実装され、画像を取得してメイン基板１０に転送する。ポインタ用のＬＥＤ４０（図１０）が搭載される。
【００２０】
（５）ＬＥＤ基板１４：
内部照明ユニット５を構成する円形開口１４ａを備えた円板状の基板であり、このＬＥＤ基板１４に複数の照明用ＬＥＤ８０が実装され（後に説明する図３２）、この複数の照明用ＬＥＤ８０の点灯制御を実行する。複数の照明用ＬＥＤ８０は、後に説明するバーコードリーダ２のレンズ組立体３６の光軸を中心とする複数の径の異なる同心円上に配列される。内部照明ユニット５（ＬＥＤ基板１４）に実装された複数の照明用ＬＥＤ８０は後に説明するようにエリア分けして点灯制御される。また、このＬＥＤ基板１４には、各エリアに属する複数の照明用ＬＥＤに定電流を供給する定電流回路が設けられる。
（６）コネクタ基板１５：
外部電源、ＩＯ、ＲＳ２３２Ｃ、Ethernet（登録商標）、外部照明ユニット４との入出力のインターフェースを構成する基板である。なお、外部照明ユニット４には、電源基板１１から電源が供給される。
【００２１】
図３、図４を参照して、メイン基板１０と電源基板１１とは互いに対向して配置され、このメイン基板１０と電源基板１１の各々の側縁で挟まれた領域に、これらメイン基板１０と電源基板１１と直交するようにしてサブ基板１２が配設されている。サブ基板１２とメイン基板１０の配置位置を互いに置換してもよい。メイン基板１０、電源基板１１、サブ基板１２は、バーコードリーダ２は矩形断面のメインケース６の４つの側面のうち３つの側面に隣接し且つこの３つの側面の各々に沿って配設される。そして、このメイン基板１０、電源基板１１、サブ基板１２で囲まれた空間にＣＭＯＳ基板１３が位置し、このＣＭＯＳ基板１３は各基板１０〜１２と直交する一つの鉛直面に配設される。また、このＣＭＯＳ基板１３と平行に且つＣＭＯＳ基板１３を挟んで互いに対峙してＬＥＤ基板１４とコネクタ基板１５が位置決めされる。
【００２２】
図５は、上述した各基板１０〜１５の接続関係を説明するための図である。メイン基板１０は、電源基板１１と第１のＦＦＣ２０(Flexible Flat Cable)で接続され、サブ基板１２と第２のＦＦＣ２１で接続され、ＣＭＯＳ基板１３とＦＰＣ(Flexible Printed Circuit)２２で接続され、内部照明ユニット４ＬＥＤ基板１４と第３のＦＦＣ２３で接続され、コネクタ基板１５と第１のハーネス２４で接続されている。電源基板１１は、また、内部照明ユニット５のＬＥＤ基板１４と第２のハーネス２５で接続され、ＬＥＤ基板１４に実装された照明用ＬＥＤを発光させるための電源が電源基板１１からＬＥＤ基板１４に供給される。電源基板１１とコネクタ基板１５は、２本のハーネス２６、２７とＦＦＣ２８で接続されている。
【００２３】
図５を再び参照して、メイン基板１０と電源基板１１とが略同じ大きさ及び形状を有している点に注目すべきである。換言すれば、メイン基板１０は、電源基板１１と略同じ大きさ及び形状となるように設計され、この制約のためにメイン基板１０に搭載できなかった電子部品がサブ基板１２に搭載される。
【００２４】
図６、図７を参照して、メイン基板１０、電源基板１１、サブ基板１２、ＣＭＯＳ基板１３は、樹脂成型品であるシャーシ３０に組み付けられる。シャーシ３０は、図７から最も良く分かるように、メインケース６の断面形状とほぼ相似形の略正方形の断面形状を有するボックス形状を有し、このボックス形状の一つの側面３０ａを閉塞し、他の５つの面を開放した形態を有している。メイン基板１０、電源基板１１、サブ基板１２は、開放した３つの側面１０ｂ〜１０ｄに夫々配設される。樹脂成型品のシャーシ３０は前後に開放しており、その一端開口３０ｆからカメラモジュール３２が挿入され（図７）、シャーシ３０の中に挿入されたカメラモジュール３２は、その周囲にメイン基板１０、電源基板１１、サブ基板１２が位置し、これらメイン基板１０、電源基板１１、サブ基板１２によってカメラモジュール３２が包囲された状態になる。
【００２５】
図８、図９を参照して、カメラモジュール３２は、アルミニウムなどのダイキャスト品からなるカメラホルダ３５を有し、このカメラホルダ３５は、矩形断面のホルダ本体３５ａと、ホルダ本体３５ａの互いに対向する側面から前方に且つ互いに平行に延びる一対のアーム３５ｂと、一対のアーム３５ｂの前端から互いに離れる方向に延びる一対の取付部３５ｃとを有している。ホルダ本体３５ａには、後方に向けて開放した後端面にＣＭＯＳ基板１３が複数のネジ３７によって固定される（図８）。
【００２６】
メイン基板１０と電源基板１１の位置決めのために、シャーシ３０には６つの爪３８が一体成形されており（図７）、この６つの爪３８を使ってメイン基板１０と、これに対向する電源基板１１が、シャーシ３０の開放した互いに対向する２つの側面３０ｂ、３０ｄの夫々に位置決めされる。メイン基板１０には爪３８を受け入れる切り欠き１０ａが形成されている(図７)。電源基板１１にも同様に切り欠き１１ａが形成されている（図３）。図７を参照して、矩形のサブ基板１２は、対角線上の角隅部に一対の透孔１２ａ、１２ｂを有し、この一対の透孔１２ａ、１２ｂに対応してシャーシ３０にも一対の透孔３０ｇ（一方の透孔は作図上の理由から図面には現れていない）が形成され、これら透孔１２ａ、１２ｂ、３０ｇを整合させることによりサブ基板１２はシャーシ３０にネジ止めされる。
【００２７】
ポインタ用ＬＥＤの配置（図１０）：
カメラモジュール３２は円筒状のレンズ組立体３６を有し、このレンズ組立体３６はカメラホルダ３５の一対のアーム３５ｂ、３５ｂの間に配設されている。図１０を参照して、ホルダ本体３５ａの後端開口には、ＣＭＯＳ基板１３がネジ３７(図８)を使って固定される。ＣＭＯＳ基板１３には、一対のポインタ用ＬＥＤ４０、４０が搭載されている。このポインタ用ＬＥＤ４０に関連して、ホルダ本体３５ａには、各ポインタ用ＬＥＤ４０の直ぐ前方に拡散シート４１が配設されている。２つのポインタ用ＬＥＤ４０の光は、夫々、拡散シート４１を通じて且つレンズ組立体３６を通じて前方に照射され、バーコードリーダ２の視野範囲の中の互いに離間した２点を指し示す。図１０の参照符合４３は光学読取素子であるＣＭＯＳイメージセンサを示し、光学読取素子４３はＣＭＯＳ基板１３に実装されている。
【００２８】
ポインタ用ＬＥＤ４０をカメラモジュール３２に内蔵させたことにより、光学読取素子４３とポインタ用ＬＥＤ４０との相対位置を一定に保つのが容易になると共にバーコードリーダ２を小型化するのが容易になる。特に、ポインタ用ＬＥＤ４０がバーコードリーダ２のレンズ組立体３６を光学読取素子４３と共用することによって、ポインタ用ＬＥＤ４０のための専用のレンズが不要となるためバーコードリーダ２の小型化が容易である。
【００２９】
カメラモジュール３２は、光学読取素子（撮像素子）４３とレンズ組立体３６との間の距離が従来との対比で非常に大きく、高い分解能でバーコードやＱＲコードなどの光学情報を超微小な領域まで読み取ることができるという特徴を有している。このように従来との対比で長さ寸法が大きいカメラモジュール３２をバーコードリーダ２の中に収容するとき、上述した基板配置に注目すべきである。すなわち、カメラモジュール３２をメイン基板１０、電源基板１１、サブ基板１２で囲むという技術的思想を導入することで、バーコードリーダ２を小型化しつつ長尺のカメラモジュール３２をアウターケースの中に収容することができる。
【００３０】
ちにみに、カメラモジュール３２のスペックは次のとおりである。
(1)光学倍率：0.6〜1.0倍（実施例では、0.823倍）；
(2)視野範囲：7.5mm×4.8mm〜4.5mm×2.9mm（実施例では、5.5mm×3.5mm）；
(3)光学読取素子から先端のレンズまでの距離：35mm以上（実施例では40mm）。
【００３１】
図１１は、シャーシ３０に基板１０、１１、１２及びカメラモジュール３２を組み付けた組立体の斜視図である。図１２は、メイン基板１０、電源基板１１の上に、夫々、クッション性を備え且つ優れた熱伝導性を備えた放熱部材として熱伝導ゴム４５を設置した状態を示す。バーコードリーダ２の放熱性に関して必要があれば、図１２に例示した態様で熱伝導ゴム４５を添設した状態で矩形断面のメインケース６（図２）に収容される（図１３）。
【００３２】
伝熱性に優れた金属材料からなる多角形断面のメインケース６の異なる側面に隣接し且つこれに沿ってメイン基板１０と電源基板１１を配置したことにより、これらメイン基板１０及び電源基板１１の熱を外部に放出し易くなると共に、このメイン基板１０と電源基板１１で囲まれた空間にカメラモジュール３２を収容することができるため、バーコードリーダ２の一層の小型化が可能である。特に、メイン基板１０、電源基板１１とメインケース６との間に熱伝導ゴム４５のような放熱部材を介在させることで放熱効率を高めることができ、この観点からもバーコードリーダ２の一層の小型化が可能になる。
【００３３】
図１３及び図１５の参照符合４６はリヤケースを示し、メインケース６の後端開口に脱着可能に装着されてメインケース６を閉塞する。リヤケース４６にはコネクタ基板１５が取付けられており、このコネクタ基板１５はリヤケース４６にネジ４７を使って固定される（図１５）。バーコードリーダ２のアウターケースを構成するメインケース６、フロントケース７、リヤケース４６は、例えばメインケース６を熱伝導に優れた金属材料、例えばアルミニウムなどの伝熱性材料から作られるのがよい。
【００３４】
図６を参照して、メイン基板１０及び電源基板１１には、その前端幅狭部に夫々透孔５０、５１を有する。バーコードリーダ２のメインケース６は、円筒状のフロントケース７の内部まで前方に且つ互いに平行に延びるロッド状の一対の延長部分６ａを有する（図１５）。
【００３５】
メインケース６の前端部を抽出した図１４を参照して、メインケース６の一対の延長部分６ａには、メイン基板１０及び電源基板１１の前端幅狭部の透孔５０、５１に関連した透孔５２、５３が形成され、この透孔５２、５３に挿入したネジ５４を使ってメイン基板１０及び電源基板１１がメインケース６（延長部分６ａ）に固定される。これにより、シャーシ３０の３つの爪３８で位置決めされたメイン基板１０、電源基板１１は、その各々が、メインケース６の前方に延びる延長部分６ａに１本のネジ５４によって固定される。換言すれば、この合計２本のネジ５４によってシャーシ３０がメインケース６に固定された状態となる。ネジ５４を締結する作業及びネジ５４を取り外す作業を容易にするために、メイン基板１０の透孔５０及び電源基板１１の透孔５１に、ネジ５４が螺着するナット５５を実装するのが好ましい。メインケース６の一対のロッド状の延長部分６ａには、また、その前端面にリング状のＬＥＤ基板１４がネジ６０を使って固定される。このリング状のＬＥＤ基板１４がレンズ組立体３６の周囲に配置され、ＬＥＤ基板１４に搭載された複数の照明用ＬＥＤ８０によって、レンズ組立体３６の外周側に位置するリング状の面光源が形成される。
【００３６】
図１７は、メインケース６を正面から見た図である。メインケース６は、その前端面に左右一対の取付座６２を有し、この一対の取付座６２を使ってカメラモジュール３２がメインケース６に固定される。図１６は、メインケース６の中にカメラモジュール３２を内蔵させた状態の正面図である、図１７は、カメラモジュール３２を取り除いた状態で描いたメインケース６の正面図である。
【００３７】
金属成型品であるメインケース６にカメラモジュール３２を固定することで、カメラモジュール３２をシャーシ３０に固定するのに比べてカメラモジュール３２の位置決め精度を高めて視野範囲の位置決め精度を高めることができる。
【００３８】
バーコードリーダ２が内蔵する主要な基板、つまり電源基板１０、メイン基板１２などと、レンズ組立体３６を含むカメラモジュール３２とをシャーシに組み付けた組立体をアウターケース（メインケース６）に内蔵させる構成を採用したことにより、複数種類のカメラモジュール３２を用意することで同じアウターケースを使って複数種類のバーコードリーダ２をユーザに提供することができる。また、異なる種類のカメラモジュール３２に対して、同一の電源基板１０やメイン基板１２などを採用し且つ同じアウターケースを使ってバーコードリーダ２を製造することができる。
【００３９】
前述したカメラモジュール３２の左右一対の取付部３５ｃがメインケース６の左右一対の取付座６２に着座され、４本のネジ６３を使って各取付部３５ｃが、対応する取付座６２に固定される（図１６）。
【００４０】
上述したメインケース６の取付座６２と、カメラモジュール３２の取付部３５ｃとの間にスペーサ６５が介装される(図１８)。このスペーサ６５として、厚さ寸法の異なる複数種類のスペーサ６５を予め用意しておくことで、又は同じ厚み寸法のスペーサ６５を単数又は複数重ねることでバーコードリーダ２の焦点距離のバラツキを調整するのがよい。また、厚さ寸法の異なる複数の種類のスペーサ６５を使い分けてバーコードリーダ２の焦点距離を異ならせることで、共通の同じアウターケースを共用しつつ焦点距離のことなるバーコードリーダ２をユーザに提供することができる。また、厚さ寸法の異なる複数種類のスペーサ６５を用意し、この厚さ寸法の異なるスペーサ６５を用いてカメラモジュール３２の光軸が正規の光軸となるようにカメラモジュール３２の光軸調整を行うのがよい（図１９）。
【００４１】
専用外部照明ユニット４（図２０〜図３１）：
図２０は、バーコードリーダ２に専用の外部照明ユニット４を装着した状態を示し、参照符号７０は、バーコードリーダ２と外部照明ユニット４とを接続するケーブルを示す。外部照明ユニット４にはバーコードリーダ２から電源が供給される。
【００４２】
リング状の外形形状を備えた外部照明ユニット４は円形の外形輪郭を有し、その中心に円形開口４ａを備え、この円形開口４ａの中心とバーコードリーダ２のレンズ組立体３６の光軸とが一致するようにバーコードリーダ２が位置決めされる。このバーコードリーダ２の位置決めのためにスタンド７１が用意される。スタンド７１は、後に詳しく説明するように、外部照明ユニット４の背面にボルト止めされる一対のプレート部材７２と、このプレート部材７２の任意の高さ位置にバーコードリーダ２を定置させるための取付金具７３とで構成されている。
【００４３】
先ず、外部照明ユニット４の構造について図２１を参照して説明する。図２１は外部照明ユニット４の分解斜視図である。外部照明ユニット４は、リング状の円筒形状のフロントケース７５と、リヤケース７６とからなるアウターケースの内部に、ＬＥＤ基板７７と回路基板７８とがスタックコネクタ７９（図２１）及び第１のスペーサ８２（図２３）を介して積層した状態で収容されている。
【００４４】
リング状の円筒形状のフロントケース７５の断面リング状の形状とほぼ同じ大きさのリング状のＬＥＤ基板７７には複数の照明用ＬＥＤ８０が実装されている。このリング状のＬＥＤ基板７７とほぼ同じ大きさであるのが好ましいリング状の回路基板７８には、ＬＥＤ駆動回路の他に、外部照明ユニット４に搭載された複数のＬＥＤ８０の点灯を制御すると共にバーコードリーダ２との通信を制御するＣＰＵ、メモリＭ(図１)が実装されている。図２３を参照して、ＬＥＤ基板７７と回路基板７８とは電気的に接続されるのは勿論であるが、これらＬＥＤ基板７７と回路基板７８とは上述した第１のスペーサ８２によって相互に固定され、また、ＬＥＤ基板７７は第２のスペーサ８１によってリヤケース７６に固定される。換言すると、回路基板７８はＬＥＤ基板７７を介してリヤケース７６に固定される。
【００４５】
特にフロントケース７５に、後に説明するフレネルレンズ１０２（図３０）を採用したときに、ＬＥＤ基板７７の照明用ＬＥＤ８０とフロントケース７５との相対的な位置決めが重要となる。図２３の例であれば、ＬＥＤ基板７７がリヤケース７６を介してフロントケース７５に位置決めされるため、これによりフロントケース７５とＬＥＤ基板７７とが相対的に位置決めされるだけでなく、ＬＥＤ基板７７、回路基板７８の組み付け作業が容易である。
【００４６】
第１の変形例として、ＬＥＤ基板７７と回路基板７８の設置構造に関し、ＬＥＤ基板７７を介在させることなく直接的に回路基板７８をリヤケース７６にスペーサを介して固定するようにしてもよい。第２の変形例として、回路基板７８をリヤケース７６にスペーサを介して固定すると共にこの回路基板７８にＬＥＤ基板７７を他のスペーサを介して固定するようにしてもよい。
【００４７】
図２４、図２５は、リング状の円筒形状のフロントケース７５の後端開口にリヤケース７６を嵌入する形式で外部照明ユニット４のアウターケースを構成した場合に、図２４に示すように、リヤケース７６の周面に接着剤８５を塗布してフロントケース７５に嵌入する又はフロントケース７５に接着剤８５を塗布した後にリング状の円板形状のリヤケース７６を嵌入する、フロントケース７５にリヤケース７６を嵌入した後に、その隙間に接着剤８５やシール剤を充填する等によりフロントケース７５とリヤケース７６との間の隙間に接着剤８５やシール剤を介在させることで、この接着剤８５やシール剤でアウターケースのシール性を確保するようにしてもよい。また、この場合に、必要に応じてネジ８６を使って両者７５、７６を固定してもよい。
【００４８】
図２５を参照して、フロントケース７５とリヤケース７６との間にパッキン８７を介装して、このパッキン８７によってシール性を確保するようにしてもよい。
【００４９】
専用外部照明ユニット４の位置決め機構（図２６〜図２９）：
図２６〜図２７は前述したスタンド７１(図２０)の詳細図である。図２０、図２６を参照して外部照明ユニット４の背面且つ中心円形開口４ａに隣接した箇所から起立する長方形の形状の一対のプレート部材７２は、中心円形開口４ａの直径方向に互いに対峙した状態で平行に延びている。
【００５０】
プレート部材７２は、上下方向に延びるガイドスリット７２ａを有し、また、このガイドスリット７２ａと平行にサブスリット７２ｂを少なくとも一本有している。
【００５１】
取付金具７３は、プレート部材７２を横断し且つプレート部材７２の両側縁と係合する左右の折り返し部７３ａを備えた形態を有し、そしてバネ性を具備している。この取付金具７３の中心部位にネジ７４が好ましくは脱落不能に取り付けられている。
【００５２】
ネジ７４は一対のプレート部材７２の間に配置されたバーコードリーダ２のネジ穴８９(図１５、図２７)に螺合される。バーコードリーダ２は、プレート部材７２のガイドスリット７２ａに受け入れられる突出ピン９０を備えている（図２、図１５）。突出ピン９０は、バーコードリーダ２のメインケース６の互いに対向する側面に、夫々、２つ設けられ、この２本の突出ピン９０を結ぶラインは、バーコードリーダ２の光軸と平行である。より詳しくは、突出ピン９０は、矩形断面のメインケース６の互いに対向する側面の各々に２本設けられ、この２本の突出ピン９０は、メインケース６の側面の一端部と他端部に配置されている。また、取付金具７３のネジ７４を受け入れるネジ穴８９は、メインケース６の前端部（フロントケース７側の端部）に形成されている。
【００５３】
バネ性を備えた取付金具７３のネジ７４を緩めて一対のプレート部材７２の所望の高さ位置にバーコードリーダ２を位置決めしたら、ネジ７４をねじ込むことで、取付金具７３をプレート部材７２に密着させることによりバーコードリーダ２はプレート部材７２に固定される。これに加えて、バーコードリーダ２の側面（例えばリヤケース４６）にねじ穴９２（図２、図１５）を設け、このねじ穴９２に螺号する第２のネジ９３を使ってプレート部材７２とバーコードリーダ２とを締結するようにしてもよい（図２０）。この第２のネジ９３はプレート部材７２のサブスリット７２ｂに配置される。これにより、バーコードリーダ２の互いに対向する側面が、上下方向及び幅方向に離間して位置する２本のネジ７４、９３によって各プレート部材７２に固定される。
【００５４】
図２０から最も良く分かるように、ガイドスリット７２ａはプレート部材７２の長手方向の一端部から他端部まで一直線に且つバーコードリーダ２の光軸と平行に延びている。これにより、バーコードリーダ２の光軸を一定に保ちながらバーコードリーダ２の高さ位置を調整することができる。
【００５５】
サブスリット７２ｂはガイドスリット７２ａと平行に延びているが、サブスリット７２ｂの下端はプレート部材７２の長手方向中間部分で終わっている。このようにサブスリット７２ｂの下端をプレート部材７２の高さ方向中間部分で終端させることにより、次の利点がある。バーコードリーダ２の高さ位置を調整するために、取付金具７３の第１のネジ７４及びサブスリット７２ｂに挿入した第２のネジ９３を共に緩めたときに、基本的には、取付金具７３のバネ性によってバーコードリーダ２は、ユーザがバーコードリーダ２を上げ下げしない限りその位置を保つが、何らかの原因でバーコードリーダ２から手を話した瞬間にバーコードリーダ２が大きく下降してバーコードリーダ２が損傷するのを防止することができる。このバーコードリーダ２の落下規制は、サブスリット７２ｂの下端を比較的高い位置で終わらせる設定が行われているからであり、バーコードリーダ２に螺着した第２のネジ９３がサブスリット７２ｂの下端で係止することにより、このサブスリット７４ｂの下端がストッパとして機能してバーコードリーダ２が過度に落下してしまうのを回避することができる。
【００５６】
図２８、図２９は、変形例の取付金具１００の変形例を示す。取付金具１００は、左右の折り返し部７３ａの中間部分に上方に延びた後に反転して下方に延びる自由端部１０１を有し、この自由端部１０１に第１のネジ７４がネジホルダ７４ａによって脱落不能に取り付けられている。この変形例の取付金具１００によれば、第１のネジ７４がバーコードリーダ２から完全に離脱したとしても、この第１ネジ７４が取付金具１００から不用意に脱落してしまうのを回避することができる。
【００５７】
専用外部照明ユニット４の種類（図３０、図３１）：
図３０、図３１は、バーコードリーダ２に外部照明ユニット４を取り付けた状態を示し、図３０は、比較的ＬＥＤ８０の数が少ない小径の第１種類の外部照明ユニット４Ａを示し、図３１は、比較的ＬＥＤ８０の数が多い大径の第２種類の外部照明ユニット４Ｂを示す。この第１、第２の種類の外部照明ユニット４Ａ、４Ｂを用意したときには、ユーザはバーコードリーダ・システム１を設置する環境などによって第１、第２の外部照明４Ａ、４Ｂを使い分けることができる。この機種情報は、外部照明ユニット４のメモリＭ(図１)に記憶され、バーコードリーダ２に接続されたときには、バーコードリーダ２は、外部照明ユニット４のメモリＭに記憶されている機種情報を取り込むことで該外部照明ユニット４を認識し、これにより外部照明ユニット４との接続設定が実行される。
【００５８】
照明用ＬＥＤ８０の数が比較的少ない小径の外部照明ユニット４Ａでは、フロントケース７５の透光部分にフレネルレンズ１０２を有し（図３０）、このフレネルレンズ１０２によって、小径の外部照明ユニット４Ａに搭載される照明用ＬＥＤ８０を傾斜させることなく真下に向けて配置しながら、照明用ＬＥＤ８０の光をバーコードリーダ２の視野範囲に収めることができる。照明用ＬＥＤ８０を真下に向けて配置できることから、小径の外部照明ユニット４Ａの照明用ＬＥＤ８０の実装密度を高めることができる。これに対して、ＬＥＤ８０の数が比較的多い大径の外部照明ユニット４Ｂでは、各照明用ＬＥＤ８０がバーコードリーダ２の視野範囲に指向して傾いた状態でＬＥＤ基板７７に実装されている。
【００５９】
内部照明ユニット５の部分照明（図３２）：
図３２は、バーコードリーダ２に内蔵されるＬＥＤ基板１４の平面図である。リング状のＬＥＤ基板１４には、その全周に亘ってほぼ均一に数多くの照明用ＬＥＤ８０が配列されている。照明用ＬＥＤ８０は半径方向に間隔を隔てた３つの同心円上にほぼ同間隔に配置されている。より詳しくは、複数の照明用ＬＥＤ８０は、バーコードリーダ２のレンズ組立体３６の光軸を中心とする複数の径の異なる同心円上に配列されている。
【００６０】
リング状ＬＥＤ基板１４は、円周方向に等間隔に４つのブロックに区分され、各ブロックを半径方向に２つに区分することにより形成される合計８つのエリアを単位に部分照明される。具体的には、最外周の１列が９０°間隔で４つの領域に区分されている。これを外周第１エリアAEout１、外周第２エリアAEout２、外周第３エリアAEout３、外周第４エリアAEout４で図示してある。最内周及び中間の２列が９０°間隔で４つの領域に区分されている。これを内周第１エリアAEin１、内周第２エリアAEin２、内周第３エリアAEin３、内周第４エリアAEin４で図示してある。各エリアAEout１〜out４、in１〜in４の各々のエリアに属するＬＥＤ８０は、各エリアで均一に分布するように位置決めされている。
【００６１】
内部照明ユニット５の区分エリアAEout１〜out４、AEin１〜in４の各々を単位に照明を制御することができる。このエリアに区分した点灯制御には、ＬＥＤ８０の発光量の制御を含んでもよい。
【００６２】
大径の外部照明ユニット４Ｂの部分照明(図３３)：
図３３は、外部照明ユニット４のＬＥＤ基板７７の平面図であり、より詳しくは大径の外部照明ユニット４ＢのＬＥＤ基板７７が図示されている。リング状のＬＥＤ基板７７には、その全周に亘ってほぼ均一に数多くの照明用ＬＥＤ８０が配列されている。照明用ＬＥＤ８０は半径方向に間隔を隔てた４つの同心円上にほぼ同間隔に配置されている。より詳しくは、複数の照明用ＬＥＤ８０は、バーコードリーダ２のレンズ組立体３６の光軸を中心とする径の異なる４つの同心円上に配列されている。
【００６３】
大径の外部照明ユニット４Ｂでは、円周方向に等間隔に８つのブロックに区分され、各ブロックを半径方向に４つに区分することにより形成される合計３２のエリアを単位に部分照明するように設定されている。具体的には、リング状ＬＥＤ基板７７は、最外周の１列が４５°間隔で８つのエリアに区分されている。これを外周第１エリアAEout１〜外周第８エリアAEout８で図示してある。次の一列も４５°間隔で８つのエリアに区分されている。これを外側中間第１エリアAEmid１〜外側中間第８エリアAEmid８で図示してある。次の一列も４５°間隔で８つのエリアに区分されている。これを外側中間第９エリアAEmid９〜外側中間第１６エリアAEmid１６で図示してある。最内周の一列４５°間隔で８つのエリアに区分されている。これを内周第１エリアAEin１〜内周第８エリアAEin８で図示してある。この大径の外部照明ユニット４Ｂにあっても合計３２のエリアの各々を単位に照明を制御することができる。外部照明ユニット４Ｂにあっても、各エリア毎にＬＥＤ８０の発光量の制御を実行することができる。
【００６４】
小径の外部照明ユニット４Ａの部分照明(図３４)：
図３４は、小径の外部照明ユニット４ＡのＬＥＤ基板７７の平面図である。リング状のＬＥＤ基板７７には、その全周に亘ってほぼ均一に数多くの照明用ＬＥＤ８０が配列されている。照明用ＬＥＤ８０は半径方向に間隔を隔てた３つの同心円上にほぼ同間隔に配置されている。より詳しくは、複数の照明用ＬＥＤ８０は、バーコードリーダ２のレンズ組立体３６の光軸を中心とする径の異なる３つの同心円上に配列されている。
【００６５】
リング状ＬＥＤ基板７７は、最外周の１列が４５°間隔で８つの領域に区分されている。これを外周第１エリアAEout１〜外周第８エリアAEout８で図示してある。中間の一列も４５°間隔で８つの領域に区分されている。これを外側中間第１エリアAEmid１〜外側中間第８エリアAEmid８で図示してある。内周の一列も４５°間隔で８つの領域に区分されている。これを内周第１エリアAEin１〜内周第８エリアAEin８で図示してある。この小径の外部照明ユニット４Ａにあっても合計２４のエリアに分けて部分照明を設定することができる。このエリアに区分した点灯制御には、ＬＥＤ８０の発光量の制御を含んでもよい。なお、部分照明として設定したエリアを単位に照明用ＬＥＤ８０による照明の色を異ならせるようにしてもよい。
【００６６】
外部照明ユニット４のＬＥＤ駆動回路(図３５)：
図３５はＬＥＤ駆動回路の一部を示す。図示のＬＥＤ駆動回路は、各エリア毎にＬＥＤ８０を点灯させると共に、各エリアに属する複数の照明用ＬＥＤ８０に定電流を供給することができる。
【００６７】
例えば、図３４の小径外側照明ユニット４Ａについて説明すると、リング状ＬＥＤ基板７７を周方向に４５°間隔で区分した８つの領域を「ブロック」と呼ぶ。例えば、外周第１エリアAEout１、中間第１エリアAEmid１、内周第１エリアAEin１が第１ブロックを構成する。各ブロック毎にブロックスイッチ１０５と定電流回路１０６が設けられている。ブロックスイッチ１０５をＯＮすると、当該ブロックに属する複数のＬＥＤ８０に電圧を印加できる状態になる。各列の複数のＬＥＤ８０には、各ブロック毎にこれをバイパスする列スイッチ１０７が設けられ、この列スイッチ１０７と並列に照明用ＬＥＤ８０の群が直列に接続されている。なお、図３５には、各円周列の照明用ＬＥＤ８０が一個しか図示されていないが、これは線図を簡素化したという理由に過ぎず、各列スイッチ１０７と並列に接続された照明用ＬＥＤ８０は直列に複数存在していると理解されたい。
【００６８】
各ブロックに属する各列は直列に接続され、そして、各列には、上述した列スイッチ１０７が並列に接続されている。
【００６９】
したがって、任意の列スイッチ１０７をＯＦＦすることにより該当するブロック且つ該当する列に属する複数のＬＥＤ８０に定電流が供給される。このＬＥＤ駆動回路を外部照明ユニット４Ａが備えることにより、各ブロックの各列を単位に部分照明のエリアを任意設定することができる。
【００７０】
また、各ブロック毎に定電流回路１０６を設けたことで、例えば同じブロックでの第１〜第３の円周列の照明ＬＥＤ８０に流れる電流を一定に維持することができる。換言すると、定電流回路１０６無しでは、例えば第２、第３の円周列の照明ＬＥＤ８０を点灯しているときに第１の円周列の照明ＬＥＤ８０をＯＦＦからＯＮにスイッチすると、第２、第３の円周列の照明ＬＥＤ８０に印加する電圧が変化して、第２、第３の照明ＬＥＤ８０を流れる電流が変化して明るさが変化してしまう。
【００７１】
別の言い方で説明すると、ブロックスイッチ１０５をＯＮ/ＯＦＦしても、他のブロックに属する照明用ＬＥＤ８０の発光量は変化しない。各ブロックは互いに並列に電源に接続されているからである。しかし、列スイッチ１０７をＯＮ/ＯＦＦすると、当該ブロックで点灯するＬＥＤ８０の数が変化してしまい、これに伴ってＬＥＤ８０の明るさが変化してしまう。
【００７２】
このことは、部分照明の点灯パターンを設定するときに、ワークに対する最適な光の当て方を探るうえで、ＬＥＤ８０の明るさの変動要因を極力排除するのが望ましい。定電流回路１０５はこのことを企図して各ブロックに設けてある。これにより、点灯パターンの設定作業を行うときに、点灯パターンを変えたときに部分照明するための点灯するエリアでのＬＥＤ８０の輝度の均一化及び輝度の一定性を確保することで最適な点灯パターンを見出すのが容易になる。なお、大径の外部照明ユニット４Ｂ及び内部照明ユニット４Ｂについても同様に図３５のＬＥＤ駆動回路を採用することができる。
【００７３】
内部照明ユニット５及び外部照明ユニット４の部分照明(図３６)：
内部照明ユニット５及び外部照明ユニット４は、共に面光源であるが、この面光源を周方向且つ半径方向に幾つかのエリアに区分して各エリアを単位に部分照明することが可能であり、どのエリアを点灯し、どのエリアを点灯しないかの点灯パターンをユーザが任意に設定することができる。全てのエリアの点灯を含む点灯パターンはＰＣ３を使ってユーザが予め登録することができ、ユーザが設定した点灯パターンは、バーコードリーダ２のメモリＭ及び外部照明ユニット４が接続されているときには、この外部照明ユニット４のメモリＭに記憶される。この点灯制御には、照明用ＬＥＤ８０の発光量の制御が含まれる。なお、図３６においても、上述した図３５と同様に、各円周列の照明用ＬＥＤ８０が一個しか図示されていないが、これは線図を簡素化したという理由に過ぎず、各列スイッチ１０７と並列に接続された照明用ＬＥＤ８０は直列に複数存在していると理解されたい。
【００７４】
図１を参照して説明したように、外部照明ユニット４はＣＰＵの制御手段を具備している。したがって、図３６に図示するように、各ブロックスイッチ１０５及び各円周列の列スイッチ１０７を外部照明ユニット４のＣＰＵで制御することにより、周方向且つ半径方向に区分した部分照明エリアを設定したときには、このエリアを単位にＬＥＤ８０の点灯制御が実行される。
【００７５】
スイッチ機構の詳細(図３７)：
図３７は、図３５、図３６に見られるブロックスイッチ１０５及び列スイッチ１０７の詳細を示す。図３７から分かるように、ブロックスイッチ１０５及び列スイッチ１０７は、スイッチ素子としてトランジスタ１０９が採用されている。図３７では図示を省略したが、ＬＥＤ駆動回路にあっても各ブロック毎に定電流回路１０６が組み込まれていると理解されたい。
【００７６】
変形例として、各ブロックに属する複数の照明用ＬＥＤ８０の各々にスイッチを設けて、このスイッチを制御することで任意のエリア毎に点灯させることも可能である。他の変形例として、定電流回路１０６の電流値を制御してもよい。具体的には、列スイッチ１０７のＯＮ/ＯＦＦ切り替えによって各ブロックにおける照明用ＬＥＤ８０の点灯数が変化する。そして、照明用ＬＥＤ８０の点灯数が変化すると、外部照明ユニット４や内部照明ユニット５の全体としての明るさが変化してしまう。この明るさの変化を抑制するのに、定電流回路１０６の電流値を列スイッチ１０７のＯＮ/ＯＦＦに応答して変化させて、外部照明ユニット４や内部照明ユニット５の全体としての明るさが等しくなるように制御するのがよい。例えば外周側の列スイッチ１０７をＯＮ、内周側の列スイッチ１０７をＯＦＦして内周側の照明用ＬＥＤ８０を消灯させたときに、この消灯した内周側の照明用ＬＥＤ８０の分、外周側の照明用ＬＥＤ８０の明るさが大きくなるように制御してもよい。
【００７７】
更なる変形例として、列スイッチ１０７のみならずブロックスイッチ１０５のＯＮ/ＯＦＦ切り替えに応答して、定電流回路１０６の電流値を変化させるようにしてもよい。このブロックスイッチ１０５の切り替えに応答したＬＥＤ８０の明るさの制御は、点灯させるブロックの数が少なくなるほど、点灯ＬＥＤ８０の明るさが大きくなるように制御し、逆に、点灯させるブロックの数が多くなるほど、点灯ＬＥＤ８０の明るさを小さくなるように制御することにより外部照明ユニット４や内部照明ユニット５の全体としての明るさが等しくなるように制御するのがよい。この点灯ＬＥＤ８０の明るさの制御は、上述したように定電流回路１０６の電流値を変化させることにより行うことができる。
【００７８】
ここに、実施例の図３５、図３６に図示の回路では、各ブロック回路に同一の定電流回路１０６が設けられ、各ブロックに流れる電流の値が所定の電流値となるように制御される点に注目すべきである。この回路によれば、一のエリアのＬＥＤ８０が明るく、他のエリアのＬＥＤ８０が相対的に暗いという局所的な明暗が発生しない。これに加えて、点灯させる列の数やブロックの数によっても明るさを変動させる制御を行った場合には、点灯している全てのＬＥＤ８０は定電流回路１０６によって同時に明るさが変化するため、各エリアの明るさは同じである。
【００７９】
外部照明ユニット４及び内部照明ユニット５の点灯制御エリア（図３８、図３９）：
上述したように外部照明ユニット４と内部照明ユニット５とは部分点灯が可能である。上述したブロックスイッチ１０５と列スイッチ１０７を図３８、図３９を参照して詳細に説明すると、図３８から分かるように、「ブロック」という用語はリング状の面光源を周方向に分割した領域を意味している。次に「列」という用語は、各ブロックに属する照明ＬＥＤ８０のうち、共通の同心円上に属する照明ＬＥＤ８０を意味している。したがって、図３８を参照して第１ブロックの第１列は、「ブロック１」に属する複数の照明ＬＥＤ８０のうち、最外周に位置する照明ＬＥＤ８０の群を意味することになる。
【００８０】
前述したように、各ブロックに属する複数の照明ＬＥＤ８０への電源供給は、先ずブロックスイッチ１０５によって制御される。このことを前提として各列に属する複数の照明ＬＥＤ８０への電源供給は列スイッチ１０７によって制御される。したがって、上述して第１ブロックの第１列のＬＥＤ８０を点灯するには、第１ブロックのブロックスイッチ１０５がＯＮであることを前提として、第１列の列スイッチ１０７をＯＮにすることで実現できる。
【００８１】
なお、「列」に関し、例えば図３８に図示の「列２」「列３」を１つの列として取り扱ってもよい。すなわち、同じブロックに属する複数の列を１つの列として取り扱ってもよい。
【００８２】
前述した部分点灯制御において、例えば第１ブロックの第２列と第３列とで１つの部分点灯エリアとして設定するには、第１ブロックのブロックスイッチ１０５がＯＮであることを前提として、第２列と第３列の２つの列スイッチ１０７を共にＯＮにすることで実現できる。従って、上述したように、周方向に分割した各ブロックと各ブロックに属する各列毎にスイッチ１０５、１０７を設け、これらの組み合わせによって、外部照明ユニット４及び内部照明ユニット５の部分点灯エリアを自在に設定することができる。
【００８３】
また、前述したように、照明ＬＥＤ８０の駆動回路において、各ブロック毎に定電流回路１０６が組み込まれ（図３５）、好ましくは、各列毎に定電流回路１０６が更に組み込まれている（図３６）。この定電流回路１０６によって、各エリアで作られる面光源の輝度を各エリアの全域での均一に維持することができる。
【００８４】
図４０は、図１においてブロック図で説明したバーコードリーダ・システム１の概要を模式的に示す図である。バーコードリーダ２は、そのアウターケースの側面に隣接して且つこの側面に沿ってＣＰＵを搭載したメイン回路１０、電源回路１１が配設されている。そして、メイン回路１０、電源回路１１に挟まれるようにしてカメラモジュール３２が位置決めされている。また、このカメラモジュール３２にポインタ用ＬＥＤ４０が内蔵され、このポインタ用ＬＥＤ４０の光ビームは、撮像用のレンズ組立体３６を通過するように構成されている。そして、このレンズ組立体３６の周囲にリング型の内部照明ユニット１４が配設され、この内部照明ユニット１４は、リング状のＬＥＤ基板１４の全周に亘ってほぼ均一に照明用ＬＥＤ８０が実装されている。更に、追加の外部照明として、リング型の外部照明ユニット４の照明用ＬＥＤ８０がレンズ組立体３６の光軸を中心にリング状に配列され、このリング状の配列は、半径方向に離間した少なくとも２列の照明ＬＥＤ８０群を構成している。
【００８５】
当業者であれば、この図４０を一見するだけで次のことが直ぐに理解できるであろう。すなわち、バーコードリーダ２が簡単な構成でありながら熱対策に優れ且つコンパクトであり、更に、バーコードリーダ２のレンズ組立体３６の光軸を中心としてリング状に高密度で位置決めされた数多くの照明用ＬＥＤ８０の照明に関して自在な部分照明の設定が可能である。更に、外部照明ユニット４が制御手段（ＣＰＵ）を具備していることから、バーコードリーダ２と外部照明ユニット４とが通信するだけで外部照明ユニット４の照明用ＬＥＤ８０を制御することができ、照明用ＬＥＤ８０の点滅に関して優れた応答性を実現することができる。
【産業上の利用可能性】
【００８６】
バーコードやＱＲコードなどの光学情報を読み取るときの照明に適用される。
【符号の説明】
【００８７】
１ バーコードリーダ・システム
２ バーコードリーダ（光学情報読取装置）
３ パーソナルコンピュータ（ＰＣ）
４ 外部照明ユニット
５ バーコードリーダに内蔵される内部照明ユニット
１０ バーコードリーダのメイン基板
Ｍ メイン基板に搭載されたメモリ
１３ CMOS基板（受光基板）
１４ LED基板
３２ カメラモジュール
３６ レンズ組立体
４３ 光学読取素子（撮像素子：ＣＭＯＳ）
７７ 外部照明ユニットのＬＥＤ基板
７８ 外部照明ユニットの回路基板
８０ 照明用ＬＥＤ
１０５ ブロックスイッチ
１０６ 定電流回路
１０７ 列スイッチ
１０９ スイッチング素子としてのトランジスタ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バーコードやＱＲコードなどの光学情報を読み取るための光学情報読取装置に用いられる照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
トレーサビリティ（traceability）が普及した今日、工場や物流拠点などに光学情報読取装置を設置して、製品や産品に付与されたバーコードなどの光学情報又は光学符号の解読が行われている。この種の光学情報読取装置は「バーコードリーダ」又は「コードリーダ」と呼ばれている。
【０００３】
バーコードリーダはレーザ光、可視光、赤外光を光学情報に照射し、その反射光を光学読取素子(撮像素子)で取り込む。そして、この取り込んだ撮像画像から光学情報に記録されている情報の解析が行われる。
【０００４】
バーコードリーダは、特許文献１に見られるように照明用ＬＥＤを備え、この照明用ＬＥＤで視野範囲を照明しながら光学情報の取り込みが行われる。また、必要に応じて、バーコードリーダとは別体の外部照明が使用される（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−３３４６５号公報
【特許文献２】特開平１１−３３８９６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ワークの表面性状や作業環境によっては同じ照明であっても光学情報を読み取るのが難しくなることから、バーコードリーダの読取精度を向上するには視野範囲の照明が重要になる。特に、特許文献１に開示のようにバーコードリーダの小型化を企図したときには視野範囲の照明が一層難しくなる。
【０００７】
本発明の目的は、照明の自在性を高めることのできる光学情報読取装置用のＬＥＤ照明装置を提供することにある。
本発明の更なる目的は、ＬＥＤ照明装置の大型化を招くことなく照明の自在性を高めることのできる光学情報読取装置用のＬＥＤ照明装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の技術的課題は、本発明によれば、
光学情報付きのワークから光学情報を読み取る光学情報読取装置に用いられ、該光学情報読取装置の光軸を中心としてリング状に照明用ＬＥＤを配列したＬＥＤ照明装置であって、
第１の円周上に配列された第１の列の複数の照明用ＬＥＤと、
前記第１の円周とは異なる直径の第２の円周上に配列された第２の列の複数の照明用ＬＥＤと、
前記第１の列と前記第２の列を円周方向に区分したブロック毎に各ブロックに属する複数の照明用ＬＥＤが直列に接続され且つブロックスイッチをＯＮ/ＯＦＦすることにより当該ブロックに属する複数の照明用ＬＥＤに電圧を印加できる状態を生成するブロック回路と、
各ブロック回路に接続された定電流回路と、
前記各ブロック回路に直列に接続された複数の照明用ＬＥＤを前記第１、第２の列に区分して、各列の照明用ＬＥＤと並列に接続された列スイッチとを有し、
前記ブロックスイッチと前記列スイッチのＯＮ/ＯＦＦを制御することにより、予め設定されたエリアを単位にユーザが設定した点灯パターンで部分照明することができることを特徴とする光学情報読取装置用のＬＥＤ照明装置を提供することによって達成される。
【０００９】
すなわち、本発明によれば、リング状の面光源となるＬＥＤ照明装置において、ブロックスイッチと列スイッチとの組み合わせによって、一部のエリアで照明し他のエリアは点灯しないというように点灯パターンを任意に設定することができる。この設定はユーザに委ねられることから、ユーザは最も適した点灯パターンを設定することで、作業環境やワークの表面性状に適した点灯パターンによって光学情報の読取精度を高めることができる。
【００１０】
本発明の好ましい実施形態では、本発明にいうＬＥＤ照明装置が、必要に応じてバーコードリーダに接続可能な外部照明ユニットであり、この外部照明ユニットは、前記複数のＬＥＤを実装したＬＥＤ基板と、該複数のＬＥＤを駆動するための駆動回路を備えた回路基板とを有し、前記ＬＥＤ基板と前記回路基板がスペーサを介して上下に積層される。これにより、ＬＥＤ基板に対して照明用ＬＥＤの実装密度を高めたとしても、照明用ＬＥＤを実装したＬＥＤ基板とは別に、ＬＥＤ駆動回路を実装した回路基板を用意したことから、ＬＥＤ駆動回路の制約を受けずに照明用ＬＥＤの密度を高めることができる。そして、ＬＥＤ基板と回路基板とがスペーサを介して上下に積層されているため外部照明ユニットの大型化を招くことはない。本発明の他の目的及び作用効果は以下の実施例の詳しい説明から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】バーコードリーダ・システムの全体構成図である。
【図２】光学情報読取装置であるバーコードリーダの斜視図である。
【図３】バーコードリーダの内部に配置される各種基板の配置を斜め前方から見た図である。
【図４】図３に関連した図であって、バーコードリーダの内部に配置される各種基板の配置を斜め後方から見た図である。
【図５】バーコードリーダに内蔵される各種基板の結線関係を説明するための図である。
【図６】バーコードリーダに内蔵されるシャーシと、このシャーシに組み付けられたメイン基板、電源基板、サブ基板の配置を説明するための図である。
【図７】シャーシに組み付けられる各種の要素を説明するための図である。
【図８】カメラモジュールを斜め後方から見た図である。
【図９】カメラモジュールを斜め前方から見た図である。
【図１０】カメラモジュールの内部構造を説明するための概念図である。
【図１１】カメラモジュールと各種基板の関係を示す図であり、この状態でバーコードリーダのメインケースに収容される。
【図１２】図１１と同様に、カメラモジュールと各種基板の関係を示す図であり、好ましい例として、電源基板、メイン基板の上に放熱部材である熱伝導ゴムを載置した例を示す図である。
【図１３】図１２に関連して、熱伝導ゴムが電源基板、メイン基板とメインケースとに当接した状態を説明するための図である。
【図１４】メインケースから前方に延びる一対のロッド状の延長部分の前端面にＬＥＤ基板（内部照明基板）を取り付け、また、延長部分に電源基板、メイン基板の前端を固定することを説明するための図である。
【図１５】バーコードリーダのメインケース及びその開放した後端がリヤケースによって閉じられることを説明するための図であり、このリヤケースにコネクタ基板を固定した状態を示す分解斜視図である。
【図１６】図１５に図示の内蔵物を収容したメインケースの正面図である。
【図１７】図１６からカメラモジュールを取り除いた状態のメインケースの正面図である。
【図１８】メインケースに固定されるカメラモジュールの焦点距離を調整する一つの手段を説明するための図である。
【図１９】メインケースに固定されるカメラモジュールの光軸のズレを調整する一つの手段を説明するための図である。
【図２０】外部照明ユニットをバーコードリーダに取り付けた状態を示す図である。
【図２１】外部照明ユニットの分解斜視図である。
【図２２】外部照明ユニットに内蔵されるＬＥＤを搭載したＬＥＤ基板の斜視図である。
【図２３】外部照明ユニットに組み込まれる２枚の基板の取り付け関係を説明するための図である。
【図２４】外部照明ユニットのアウターケースを構成するフロントケースとリヤケースのシール構造の一例を示す図である。
【図２５】外部照明ユニットのアウターケースを構成するフロントケースとリヤケースのシール構造の他の例を示す図である。
【図２６】バーコードリーダに外部照明ユニットを組み付けるためのツールであるプレート部材の上端部を抽出した部分斜視図である。
【図２７】プレート部材とバーコードリーダとの締結構造を説明するためにプレート部材の一部を抽出した部分斜視図である。
【図２８】プレート部材に設けられた取付金具の変形例を示す図である。
【図２９】図２８に図示の取付金具の断面図である。
【図３０】小径の専用外部照明ユニットをバーコードリーダに取り付けた状態の断面図である。
【図３１】大径の専用外部照明ユニットをバーコードリーダに取り付けた状態の断面図である。
【図３２】バーコードリーダに内蔵された面光源である内部照明ユニットに含まれるＬＥＤが複数のエリアに区分けされて、各エリア毎に点灯制御されることを説明するための図であり、内部照明ユニットの正面図である。
【図３３】大径の専用外部照明ユニットの正面図であり、この外部照明ユニットに含まれるＬＥＤが複数のエリアに区分けされて、各エリア毎に点灯制御されることを説明するための図である。
【図３４】小径の専用外部照明ユニットの正面図であり、この外部照明ユニットに含まれるＬＥＤが複数のエリアに区分けされて、各エリア毎に点灯制御されることを説明するための図である。
【図３５】内部照明ユニット及び外部照明ユニットに組み込まれたＬＥＤ駆動回路の一例を示す図である。
【図３６】内部照明ユニット及び外部照明ユニットの部分照明を制御するための系統図である。
【図３７】ブロックスイッチ、列スイッチ機構の具体例を示す図である。
【図３８】内部照明及び外部照明のＬＥＤ駆動に関する「ブロック」「列」の概念を説明するための図である。
【図３９】内部照明ユニット及び外部照明ユニットの部分照明に関する設定エリアの点灯制御に関連した全体系統図である。
【図４０】図１に関連したバーコードリーダ・システムの構成図である。
【発明を実施するための形態】
【実施例】
【００１２】
以下に、添付の図面に基づいて本発明の好ましい実施例を説明する。
【００１３】
バーコードリーダ・システム（図１）：
図１はバーコードリーダ・システムの概要を説明するための図である。図１を参照して、バーコードリーダ・システム１は、二次元情報読取装置であるバーコードリーダ２と、必要に応じてバーコードリーダ２に接続されるパーソナルコンピュータ３とを有し、バーコードリーダ２で撮像した画像をパーソナルコンピュータ３で確認しながら、このパーソナルコンピュータ３を使って各種の設定が行われる。バーコードリーダ・システム１には、更に、必要に応じてリング型の外部照明ユニット４がバーコードリーダ２に接続され、バーコードリーダ２の内部照明ユニット５と一緒になって又は内部照明ユニット５の動作を止めて外部照明ユニット４だけでワークを照明する。
【００１４】
リング型の外部照明ユニット４は、このバーコードリーダ・システム１のための専用品であり、異なる種類の複数の外部照明ユニット４を用意するのが好ましい。勿論、外部照明ユニット４として専用品以外の照明ユニットを組み込むことも可能である。
【００１５】
バーコードリーダ・システム１は、バーコード、ＱＲコードなどの光学情報又は光学符号が印字又は刻印された商品あるいは物品を製造する工場では物品の搬送経路に設置され、バーコードリーダ２で商品又は物品に印字された光学情報に記録されている情報を読み取り、この情報をパーソナルコンピュータ３に転送して情報の解析が行われる。「光学情報読取装置」は一般的に“バーコードリーダ”又は“コードリーダ”を呼ばれており、ここでは“バーコードリーダ”という業界用語を使用する。
【００１６】
また、図示の例では、図１に開示のように、パーソナルコンピュータ３に設定プログラムをインストールすることにより、このパーソナルコンピュータ３を使ってバーコードリーダ・システム１の各種の設定が行われる。勿論、バーコードリーダ２に例えばタッチパネル付き表示手段を設けて、この表示手段を使ってバーコードリーダ２、内部照明ユニット５（図３）及び/又は外部照明４(図２０、図２１)の設定作業ができるようにしてもよい。
【００１７】
バーコードリーダ２（図２〜図１９）：
図２はバーコードリーダ２の外観を示す斜視図である。バーコードリーダ２は、断面多角形の形状のメインケース６と、メインケース６の前端に固定される円筒状のフロントケース７とを有し、この円筒状のフロントケース７に前述した内部照明ユニット５が内蔵されている。メインケース６は、図２などから分かるように略正方形の断面形状を備えているのが好ましい。
【００１８】
バーコードリーダ２には互いに独立した複数の基板が内蔵されている。図３〜図５を参照して、バーコードリーダ２が備える複数の基板は次の通りである。
（１）メイン基板１０：
メイン基板１０には、ＣＰＵ、メモリＭが搭載され、画像をメモリＭに転送してＤＳＰ(digital Signal Processor)で画像処理する。そして、メイン基板１０のＣＰＵで内部照明ユニット５を具備したバーコードリーダ２を制御し、また、外部照明ユニット４との通信を実行する。
（２）電源基板１１：
バーコードリーダ２の電源を生成する。絶縁入出力回路が実装されている。
【００１９】
（３）サブ基板１２：
大容量メモリが搭載されており、この大容量メモリに取得画像や各種の設定が保存される。制限した大きさ及び形状のメイン基板１０では、このメイン基板１０に実装することのできなかった要素が実装される。
（４）ＣＭＯＳ基板１３(受光基板)：
ＣＭＯＳイメージセンサ（光学読取素子）が実装され、画像を取得してメイン基板１０に転送する。ポインタ用のＬＥＤ４０（図１０）が搭載される。
【００２０】
（５）ＬＥＤ基板１４：
内部照明ユニット５を構成する円形開口１４ａを備えた円板状の基板であり、このＬＥＤ基板１４に複数の照明用ＬＥＤ８０が実装され（後に説明する図３２）、この複数の照明用ＬＥＤ８０の点灯制御を実行する。複数の照明用ＬＥＤ８０は、後に説明するバーコードリーダ２のレンズ組立体３６の光軸を中心とする複数の径の異なる同心円上に配列される。内部照明ユニット５（ＬＥＤ基板１４）に実装された複数の照明用ＬＥＤ８０は後に説明するようにエリア分けして点灯制御される。また、このＬＥＤ基板１４には、各エリアに属する複数の照明用ＬＥＤに定電流を供給する定電流回路が設けられる。
（６）コネクタ基板１５：
外部電源、ＩＯ、ＲＳ２３２Ｃ、Ethernet（登録商標）、外部照明ユニット４との入出力のインターフェースを構成する基板である。なお、外部照明ユニット４には、電源基板１１から電源が供給される。
【００２１】
図３、図４を参照して、メイン基板１０と電源基板１１とは互いに対向して配置され、このメイン基板１０と電源基板１１の各々の側縁で挟まれた領域に、これらメイン基板１０と電源基板１１と直交するようにしてサブ基板１２が配設されている。サブ基板１２とメイン基板１０の配置位置を互いに置換してもよい。メイン基板１０、電源基板１１、サブ基板１２は、バーコードリーダ２は矩形断面のメインケース６の４つの側面のうち３つの側面に隣接し且つこの３つの側面の各々に沿って配設される。そして、このメイン基板１０、電源基板１１、サブ基板１２で囲まれた空間にＣＭＯＳ基板１３が位置し、このＣＭＯＳ基板１３は各基板１０〜１２と直交する一つの鉛直面に配設される。また、このＣＭＯＳ基板１３と平行に且つＣＭＯＳ基板１３を挟んで互いに対峙してＬＥＤ基板１４とコネクタ基板１５が位置決めされる。
【００２２】
図５は、上述した各基板１０〜１５の接続関係を説明するための図である。メイン基板１０は、電源基板１１と第１のＦＦＣ２０(Flexible Flat Cable)で接続され、サブ基板１２と第２のＦＦＣ２１で接続され、ＣＭＯＳ基板１３とＦＰＣ(Flexible Printed Circuit)２２で接続され、内部照明ユニット４ＬＥＤ基板１４と第３のＦＦＣ２３で接続され、コネクタ基板１５と第１のハーネス２４で接続されている。電源基板１１は、また、内部照明ユニット５のＬＥＤ基板１４と第２のハーネス２５で接続され、ＬＥＤ基板１４に実装された照明用ＬＥＤを発光させるための電源が電源基板１１からＬＥＤ基板１４に供給される。電源基板１１とコネクタ基板１５は、２本のハーネス２６、２７とＦＦＣ２８で接続されている。
【００２３】
図５を再び参照して、メイン基板１０と電源基板１１とが略同じ大きさ及び形状を有している点に注目すべきである。換言すれば、メイン基板１０は、電源基板１１と略同じ大きさ及び形状となるように設計され、この制約のためにメイン基板１０に搭載できなかった電子部品がサブ基板１２に搭載される。
【００２４】
図６、図７を参照して、メイン基板１０、電源基板１１、サブ基板１２、ＣＭＯＳ基板１３は、樹脂成型品であるシャーシ３０に組み付けられる。シャーシ３０は、図７から最も良く分かるように、メインケース６の断面形状とほぼ相似形の略正方形の断面形状を有するボックス形状を有し、このボックス形状の一つの側面３０ａを閉塞し、他の５つの面を開放した形態を有している。メイン基板１０、電源基板１１、サブ基板１２は、開放した３つの側面１０ｂ〜１０ｄに夫々配設される。樹脂成型品のシャーシ３０は前後に開放しており、その一端開口３０ｆからカメラモジュール３２が挿入され（図７）、シャーシ３０の中に挿入されたカメラモジュール３２は、その周囲にメイン基板１０、電源基板１１、サブ基板１２が位置し、これらメイン基板１０、電源基板１１、サブ基板１２によってカメラモジュール３２が包囲された状態になる。
【００２５】
図８、図９を参照して、カメラモジュール３２は、アルミニウムなどのダイキャスト品からなるカメラホルダ３５を有し、このカメラホルダ３５は、矩形断面のホルダ本体３５ａと、ホルダ本体３５ａの互いに対向する側面から前方に且つ互いに平行に延びる一対のアーム３５ｂと、一対のアーム３５ｂの前端から互いに離れる方向に延びる一対の取付部３５ｃとを有している。ホルダ本体３５ａには、後方に向けて開放した後端面にＣＭＯＳ基板１３が複数のネジ３７によって固定される（図８）。
【００２６】
メイン基板１０と電源基板１１の位置決めのために、シャーシ３０には６つの爪３８が一体成形されており（図７）、この６つの爪３８を使ってメイン基板１０と、これに対向する電源基板１１が、シャーシ３０の開放した互いに対向する２つの側面３０ｂ、３０ｄの夫々に位置決めされる。メイン基板１０には爪３８を受け入れる切り欠き１０ａが形成されている(図７)。電源基板１１にも同様に切り欠き１１ａが形成されている（図３）。図７を参照して、矩形のサブ基板１２は、対角線上の角隅部に一対の透孔１２ａ、１２ｂを有し、この一対の透孔１２ａ、１２ｂに対応してシャーシ３０にも一対の透孔３０ｇ（一方の透孔は作図上の理由から図面には現れていない）が形成され、これら透孔１２ａ、１２ｂ、３０ｇを整合させることによりサブ基板１２はシャーシ３０にネジ止めされる。
【００２７】
ポインタ用ＬＥＤの配置（図１０）：
カメラモジュール３２は円筒状のレンズ組立体３６を有し、このレンズ組立体３６はカメラホルダ３５の一対のアーム３５ｂ、３５ｂの間に配設されている。図１０を参照して、ホルダ本体３５ａの後端開口には、ＣＭＯＳ基板１３がネジ３７(図８)を使って固定される。ＣＭＯＳ基板１３には、一対のポインタ用ＬＥＤ４０、４０が搭載されている。このポインタ用ＬＥＤ４０に関連して、ホルダ本体３５ａには、各ポインタ用ＬＥＤ４０の直ぐ前方に拡散シート４１が配設されている。２つのポインタ用ＬＥＤ４０の光は、夫々、拡散シート４１を通じて且つレンズ組立体３６を通じて前方に照射され、バーコードリーダ２の視野範囲の中の互いに離間した２点を指し示す。図１０の参照符合４３は光学読取素子であるＣＭＯＳイメージセンサを示し、光学読取素子４３はＣＭＯＳ基板１３に実装されている。
【００２８】
ポインタ用ＬＥＤ４０をカメラモジュール３２に内蔵させたことにより、光学読取素子４３とポインタ用ＬＥＤ４０との相対位置を一定に保つのが容易になると共にバーコードリーダ２を小型化するのが容易になる。特に、ポインタ用ＬＥＤ４０がバーコードリーダ２のレンズ組立体３６を光学読取素子４３と共用することによって、ポインタ用ＬＥＤ４０のための専用のレンズが不要となるためバーコードリーダ２の小型化が容易である。
【００２９】
カメラモジュール３２は、光学読取素子（撮像素子）４３とレンズ組立体３６との間の距離が従来との対比で非常に大きく、高い分解能でバーコードやＱＲコードなどの光学情報を超微小な領域まで読み取ることができるという特徴を有している。このように従来との対比で長さ寸法が大きいカメラモジュール３２をバーコードリーダ２の中に収容するとき、上述した基板配置に注目すべきである。すなわち、カメラモジュール３２をメイン基板１０、電源基板１１、サブ基板１２で囲むという技術的思想を導入することで、バーコードリーダ２を小型化しつつ長尺のカメラモジュール３２をアウターケースの中に収容することができる。
【００３０】
ちにみに、カメラモジュール３２のスペックは次のとおりである。
(1)光学倍率：0.6〜1.0倍（実施例では、0.823倍）；
(2)視野範囲：7.5mm×4.8mm〜4.5mm×2.9mm（実施例では、5.5mm×3.5mm）；
(3)光学読取素子から先端のレンズまでの距離：35mm以上（実施例では40mm）。
【００３１】
図１１は、シャーシ３０に基板１０、１１、１２及びカメラモジュール３２を組み付けた組立体の斜視図である。図１２は、メイン基板１０、電源基板１１の上に、夫々、クッション性を備え且つ優れた熱伝導性を備えた放熱部材として熱伝導ゴム４５を設置した状態を示す。バーコードリーダ２の放熱性に関して必要があれば、図１２に例示した態様で熱伝導ゴム４５を添設した状態で矩形断面のメインケース６（図２）に収容される（図１３）。
【００３２】
伝熱性に優れた金属材料からなる多角形断面のメインケース６の異なる側面に隣接し且つこれに沿ってメイン基板１０と電源基板１１を配置したことにより、これらメイン基板１０及び電源基板１１の熱を外部に放出し易くなると共に、このメイン基板１０と電源基板１１で囲まれた空間にカメラモジュール３２を収容することができるため、バーコードリーダ２の一層の小型化が可能である。特に、メイン基板１０、電源基板１１とメインケース６との間に熱伝導ゴム４５のような放熱部材を介在させることで放熱効率を高めることができ、この観点からもバーコードリーダ２の一層の小型化が可能になる。
【００３３】
図１３及び図１５の参照符合４６はリヤケースを示し、メインケース６の後端開口に脱着可能に装着されてメインケース６を閉塞する。リヤケース４６にはコネクタ基板１５が取付けられており、このコネクタ基板１５はリヤケース４６にネジ４７を使って固定される（図１５）。バーコードリーダ２のアウターケースを構成するメインケース６、フロントケース７、リヤケース４６は、例えばメインケース６を熱伝導に優れた金属材料、例えばアルミニウムなどの伝熱性材料から作られるのがよい。
【００３４】
図６を参照して、メイン基板１０及び電源基板１１には、その前端幅狭部に夫々透孔５０、５１を有する。バーコードリーダ２のメインケース６は、円筒状のフロントケース７の内部まで前方に且つ互いに平行に延びるロッド状の一対の延長部分６ａを有する（図１５）。
【００３５】
メインケース６の前端部を抽出した図１４を参照して、メインケース６の一対の延長部分６ａには、メイン基板１０及び電源基板１１の前端幅狭部の透孔５０、５１に関連した透孔５２、５３が形成され、この透孔５２、５３に挿入したネジ５４を使ってメイン基板１０及び電源基板１１がメインケース６（延長部分６ａ）に固定される。これにより、シャーシ３０の３つの爪３８で位置決めされたメイン基板１０、電源基板１１は、その各々が、メインケース６の前方に延びる延長部分６ａに１本のネジ５４によって固定される。換言すれば、この合計２本のネジ５４によってシャーシ３０がメインケース６に固定された状態となる。ネジ５４を締結する作業及びネジ５４を取り外す作業を容易にするために、メイン基板１０の透孔５０及び電源基板１１の透孔５１に、ネジ５４が螺着するナット５５を実装するのが好ましい。メインケース６の一対のロッド状の延長部分６ａには、また、その前端面にリング状のＬＥＤ基板１４がネジ６０を使って固定される。このリング状のＬＥＤ基板１４がレンズ組立体３６の周囲に配置され、ＬＥＤ基板１４に搭載された複数の照明用ＬＥＤ８０によって、レンズ組立体３６の外周側に位置するリング状の面光源が形成される。
【００３６】
図１７は、メインケース６を正面から見た図である。メインケース６は、その前端面に左右一対の取付座６２を有し、この一対の取付座６２を使ってカメラモジュール３２がメインケース６に固定される。図１６は、メインケース６の中にカメラモジュール３２を内蔵させた状態の正面図である、図１７は、カメラモジュール３２を取り除いた状態で描いたメインケース６の正面図である。
【００３７】
金属成型品であるメインケース６にカメラモジュール３２を固定することで、カメラモジュール３２をシャーシ３０に固定するのに比べてカメラモジュール３２の位置決め精度を高めて視野範囲の位置決め精度を高めることができる。
【００３８】
バーコードリーダ２が内蔵する主要な基板、つまり電源基板１０、メイン基板１２などと、レンズ組立体３６を含むカメラモジュール３２とをシャーシに組み付けた組立体をアウターケース（メインケース６）に内蔵させる構成を採用したことにより、複数種類のカメラモジュール３２を用意することで同じアウターケースを使って複数種類のバーコードリーダ２をユーザに提供することができる。また、異なる種類のカメラモジュール３２に対して、同一の電源基板１０やメイン基板１２などを採用し且つ同じアウターケースを使ってバーコードリーダ２を製造することができる。
【００３９】
前述したカメラモジュール３２の左右一対の取付部３５ｃがメインケース６の左右一対の取付座６２に着座され、４本のネジ６３を使って各取付部３５ｃが、対応する取付座６２に固定される（図１６）。
【００４０】
上述したメインケース６の取付座６２と、カメラモジュール３２の取付部３５ｃとの間にスペーサ６５が介装される(図１８)。このスペーサ６５として、厚さ寸法の異なる複数種類のスペーサ６５を予め用意しておくことで、又は同じ厚み寸法のスペーサ６５を単数又は複数重ねることでバーコードリーダ２の焦点距離のバラツキを調整するのがよい。また、厚さ寸法の異なる複数の種類のスペーサ６５を使い分けてバーコードリーダ２の焦点距離を異ならせることで、共通の同じアウターケースを共用しつつ焦点距離のことなるバーコードリーダ２をユーザに提供することができる。また、厚さ寸法の異なる複数種類のスペーサ６５を用意し、この厚さ寸法の異なるスペーサ６５を用いてカメラモジュール３２の光軸が正規の光軸となるようにカメラモジュール３２の光軸調整を行うのがよい（図１９）。
【００４１】
専用外部照明ユニット４（図２０〜図３１）：
図２０は、バーコードリーダ２に専用の外部照明ユニット４を装着した状態を示し、参照符号７０は、バーコードリーダ２と外部照明ユニット４とを接続するケーブルを示す。外部照明ユニット４にはバーコードリーダ２から電源が供給される。
【００４２】
リング状の外形形状を備えた外部照明ユニット４は円形の外形輪郭を有し、その中心に円形開口４ａを備え、この円形開口４ａの中心とバーコードリーダ２のレンズ組立体３６の光軸とが一致するようにバーコードリーダ２が位置決めされる。このバーコードリーダ２の位置決めのためにスタンド７１が用意される。スタンド７１は、後に詳しく説明するように、外部照明ユニット４の背面にボルト止めされる一対のプレート部材７２と、このプレート部材７２の任意の高さ位置にバーコードリーダ２を定置させるための取付金具７３とで構成されている。
【００４３】
先ず、外部照明ユニット４の構造について図２１を参照して説明する。図２１は外部照明ユニット４の分解斜視図である。外部照明ユニット４は、リング状の円筒形状のフロントケース７５と、リヤケース７６とからなるアウターケースの内部に、ＬＥＤ基板７７と回路基板７８とがスタックコネクタ７９（図２１）及び第１のスペーサ８２（図２３）を介して積層した状態で収容されている。
【００４４】
リング状の円筒形状のフロントケース７５の断面リング状の形状とほぼ同じ大きさのリング状のＬＥＤ基板７７には複数の照明用ＬＥＤ８０が実装されている。このリング状のＬＥＤ基板７７とほぼ同じ大きさであるのが好ましいリング状の回路基板７８には、ＬＥＤ駆動回路の他に、外部照明ユニット４に搭載された複数のＬＥＤ８０の点灯を制御すると共にバーコードリーダ２との通信を制御するＣＰＵ、メモリＭ(図１)が実装されている。図２３を参照して、ＬＥＤ基板７７と回路基板７８とは電気的に接続されるのは勿論であるが、これらＬＥＤ基板７７と回路基板７８とは上述した第１のスペーサ８２によって相互に固定され、また、ＬＥＤ基板７７は第２のスペーサ８１によってリヤケース７６に固定される。換言すると、回路基板７８はＬＥＤ基板７７を介してリヤケース７６に固定される。
【００４５】
特にフロントケース７５に、後に説明するフレネルレンズ１０２（図３０）を採用したときに、ＬＥＤ基板７７の照明用ＬＥＤ８０とフロントケース７５との相対的な位置決めが重要となる。図２３の例であれば、ＬＥＤ基板７７がリヤケース７６を介してフロントケース７５に位置決めされるため、これによりフロントケース７５とＬＥＤ基板７７とが相対的に位置決めされるだけでなく、ＬＥＤ基板７７、回路基板７８の組み付け作業が容易である。
【００４６】
第１の変形例として、ＬＥＤ基板７７と回路基板７８の設置構造に関し、ＬＥＤ基板７７を介在させることなく直接的に回路基板７８をリヤケース７６にスペーサを介して固定するようにしてもよい。第２の変形例として、回路基板７８をリヤケース７６にスペーサを介して固定すると共にこの回路基板７８にＬＥＤ基板７７を他のスペーサを介して固定するようにしてもよい。
【００４７】
図２４、図２５は、リング状の円筒形状のフロントケース７５の後端開口にリヤケース７６を嵌入する形式で外部照明ユニット４のアウターケースを構成した場合に、図２４に示すように、リヤケース７６の周面に接着剤８５を塗布してフロントケース７５に嵌入する又はフロントケース７５に接着剤８５を塗布した後にリング状の円板形状のリヤケース７６を嵌入する、フロントケース７５にリヤケース７６を嵌入した後に、その隙間に接着剤８５やシール剤を充填する等によりフロントケース７５とリヤケース７６との間の隙間に接着剤８５やシール剤を介在させることで、この接着剤８５やシール剤でアウターケースのシール性を確保するようにしてもよい。また、この場合に、必要に応じてネジ８６を使って両者７５、７６を固定してもよい。
【００４８】
図２５を参照して、フロントケース７５とリヤケース７６との間にパッキン８７を介装して、このパッキン８７によってシール性を確保するようにしてもよい。
【００４９】
専用外部照明ユニット４の位置決め機構（図２６〜図２９）：
図２６〜図２７は前述したスタンド７１(図２０)の詳細図である。図２０、図２６を参照して外部照明ユニット４の背面且つ中心円形開口４ａに隣接した箇所から起立する長方形の形状の一対のプレート部材７２は、中心円形開口４ａの直径方向に互いに対峙した状態で平行に延びている。
【００５０】
プレート部材７２は、上下方向に延びるガイドスリット７２ａを有し、また、このガイドスリット７２ａと平行にサブスリット７２ｂを少なくとも一本有している。
【００５１】
取付金具７３は、プレート部材７２を横断し且つプレート部材７２の両側縁と係合する左右の折り返し部７３ａを備えた形態を有し、そしてバネ性を具備している。この取付金具７３の中心部位にネジ７４が好ましくは脱落不能に取り付けられている。
【００５２】
ネジ７４は一対のプレート部材７２の間に配置されたバーコードリーダ２のネジ穴８９(図１５、図２７)に螺合される。バーコードリーダ２は、プレート部材７２のガイドスリット７２ａに受け入れられる突出ピン９０を備えている（図２、図１５）。突出ピン９０は、バーコードリーダ２のメインケース６の互いに対向する側面に、夫々、２つ設けられ、この２本の突出ピン９０を結ぶラインは、バーコードリーダ２の光軸と平行である。より詳しくは、突出ピン９０は、矩形断面のメインケース６の互いに対向する側面の各々に２本設けられ、この２本の突出ピン９０は、メインケース６の側面の一端部と他端部に配置されている。また、取付金具７３のネジ７４を受け入れるネジ穴８９は、メインケース６の前端部（フロントケース７側の端部）に形成されている。
【００５３】
バネ性を備えた取付金具７３のネジ７４を緩めて一対のプレート部材７２の所望の高さ位置にバーコードリーダ２を位置決めしたら、ネジ７４をねじ込むことで、取付金具７３をプレート部材７２に密着させることによりバーコードリーダ２はプレート部材７２に固定される。これに加えて、バーコードリーダ２の側面（例えばリヤケース４６）にねじ穴９２（図２、図１５）を設け、このねじ穴９２に螺号する第２のネジ９３を使ってプレート部材７２とバーコードリーダ２とを締結するようにしてもよい（図２０）。この第２のネジ９３はプレート部材７２のサブスリット７２ｂに配置される。これにより、バーコードリーダ２の互いに対向する側面が、上下方向及び幅方向に離間して位置する２本のネジ７４、９３によって各プレート部材７２に固定される。
【００５４】
図２０から最も良く分かるように、ガイドスリット７２ａはプレート部材７２の長手方向の一端部から他端部まで一直線に且つバーコードリーダ２の光軸と平行に延びている。これにより、バーコードリーダ２の光軸を一定に保ちながらバーコードリーダ２の高さ位置を調整することができる。
【００５５】
サブスリット７２ｂはガイドスリット７２ａと平行に延びているが、サブスリット７２ｂの下端はプレート部材７２の長手方向中間部分で終わっている。このようにサブスリット７２ｂの下端をプレート部材７２の高さ方向中間部分で終端させることにより、次の利点がある。バーコードリーダ２の高さ位置を調整するために、取付金具７３の第１のネジ７４及びサブスリット７２ｂに挿入した第２のネジ９３を共に緩めたときに、基本的には、取付金具７３のバネ性によってバーコードリーダ２は、ユーザがバーコードリーダ２を上げ下げしない限りその位置を保つが、何らかの原因でバーコードリーダ２から手を話した瞬間にバーコードリーダ２が大きく下降してバーコードリーダ２が損傷するのを防止することができる。このバーコードリーダ２の落下規制は、サブスリット７２ｂの下端を比較的高い位置で終わらせる設定が行われているからであり、バーコードリーダ２に螺着した第２のネジ９３がサブスリット７２ｂの下端で係止することにより、このサブスリット７４ｂの下端がストッパとして機能してバーコードリーダ２が過度に落下してしまうのを回避することができる。
【００５６】
図２８、図２９は、変形例の取付金具１００の変形例を示す。取付金具１００は、左右の折り返し部７３ａの中間部分に上方に延びた後に反転して下方に延びる自由端部１０１を有し、この自由端部１０１に第１のネジ７４がネジホルダ７４ａによって脱落不能に取り付けられている。この変形例の取付金具１００によれば、第１のネジ７４がバーコードリーダ２から完全に離脱したとしても、この第１ネジ７４が取付金具１００から不用意に脱落してしまうのを回避することができる。
【００５７】
専用外部照明ユニット４の種類（図３０、図３１）：
図３０、図３１は、バーコードリーダ２に外部照明ユニット４を取り付けた状態を示し、図３０は、比較的ＬＥＤ８０の数が少ない小径の第１種類の外部照明ユニット４Ａを示し、図３１は、比較的ＬＥＤ８０の数が多い大径の第２種類の外部照明ユニット４Ｂを示す。この第１、第２の種類の外部照明ユニット４Ａ、４Ｂを用意したときには、ユーザはバーコードリーダ・システム１を設置する環境などによって第１、第２の外部照明４Ａ、４Ｂを使い分けることができる。この機種情報は、外部照明ユニット４のメモリＭ(図１)に記憶され、バーコードリーダ２に接続されたときには、バーコードリーダ２は、外部照明ユニット４のメモリＭに記憶されている機種情報を取り込むことで該外部照明ユニット４を認識し、これにより外部照明ユニット４との接続設定が実行される。
【００５８】
照明用ＬＥＤ８０の数が比較的少ない小径の外部照明ユニット４Ａでは、フロントケース７５の透光部分にフレネルレンズ１０２を有し（図３０）、このフレネルレンズ１０２によって、小径の外部照明ユニット４Ａに搭載される照明用ＬＥＤ８０を傾斜させることなく真下に向けて配置しながら、照明用ＬＥＤ８０の光をバーコードリーダ２の視野範囲に収めることができる。照明用ＬＥＤ８０を真下に向けて配置できることから、小径の外部照明ユニット４Ａの照明用ＬＥＤ８０の実装密度を高めることができる。これに対して、ＬＥＤ８０の数が比較的多い大径の外部照明ユニット４Ｂでは、各照明用ＬＥＤ８０がバーコードリーダ２の視野範囲に指向して傾いた状態でＬＥＤ基板７７に実装されている。
【００５９】
内部照明ユニット５の部分照明（図３２）：
図３２は、バーコードリーダ２に内蔵されるＬＥＤ基板１４の平面図である。リング状のＬＥＤ基板１４には、その全周に亘ってほぼ均一に数多くの照明用ＬＥＤ８０が配列されている。照明用ＬＥＤ８０は半径方向に間隔を隔てた３つの同心円上にほぼ同間隔に配置されている。より詳しくは、複数の照明用ＬＥＤ８０は、バーコードリーダ２のレンズ組立体３６の光軸を中心とする複数の径の異なる同心円上に配列されている。
【００６０】
リング状ＬＥＤ基板１４は、円周方向に等間隔に４つのブロックに区分され、各ブロックを半径方向に２つに区分することにより形成される合計８つのエリアを単位に部分照明される。具体的には、最外周の１列が９０°間隔で４つの領域に区分されている。これを外周第１エリアAEout１、外周第２エリアAEout２、外周第３エリアAEout３、外周第４エリアAEout４で図示してある。最内周及び中間の２列が９０°間隔で４つの領域に区分されている。これを内周第１エリアAEin１、内周第２エリアAEin２、内周第３エリアAEin３、内周第４エリアAEin４で図示してある。各エリアAEout１〜out４、in１〜in４の各々のエリアに属するＬＥＤ８０は、各エリアで均一に分布するように位置決めされている。
【００６１】
内部照明ユニット５の区分エリアAEout１〜out４、AEin１〜in４の各々を単位に照明を制御することができる。このエリアに区分した点灯制御には、ＬＥＤ８０の発光量の制御を含んでもよい。
【００６２】
大径の外部照明ユニット４Ｂの部分照明(図３３)：
図３３は、外部照明ユニット４のＬＥＤ基板７７の平面図であり、より詳しくは大径の外部照明ユニット４ＢのＬＥＤ基板７７が図示されている。リング状のＬＥＤ基板７７には、その全周に亘ってほぼ均一に数多くの照明用ＬＥＤ８０が配列されている。照明用ＬＥＤ８０は半径方向に間隔を隔てた４つの同心円上にほぼ同間隔に配置されている。より詳しくは、複数の照明用ＬＥＤ８０は、バーコードリーダ２のレンズ組立体３６の光軸を中心とする径の異なる４つの同心円上に配列されている。
【００６３】
大径の外部照明ユニット４Ｂでは、円周方向に等間隔に８つのブロックに区分され、各ブロックを半径方向に４つに区分することにより形成される合計３２のエリアを単位に部分照明するように設定されている。具体的には、リング状ＬＥＤ基板７７は、最外周の１列が４５°間隔で８つのエリアに区分されている。これを外周第１エリアAEout１〜外周第８エリアAEout８で図示してある。次の一列も４５°間隔で８つのエリアに区分されている。これを外側中間第１エリアAEmid１〜外側中間第８エリアAEmid８で図示してある。次の一列も４５°間隔で８つのエリアに区分されている。これを外側中間第９エリアAEmid９〜外側中間第１６エリアAEmid１６で図示してある。最内周の一列４５°間隔で８つのエリアに区分されている。これを内周第１エリアAEin１〜内周第８エリアAEin８で図示してある。この大径の外部照明ユニット４Ｂにあっても合計３２のエリアの各々を単位に照明を制御することができる。外部照明ユニット４Ｂにあっても、各エリア毎にＬＥＤ８０の発光量の制御を実行することができる。
【００６４】
小径の外部照明ユニット４Ａの部分照明(図３４)：
図３４は、小径の外部照明ユニット４ＡのＬＥＤ基板７７の平面図である。リング状のＬＥＤ基板７７には、その全周に亘ってほぼ均一に数多くの照明用ＬＥＤ８０が配列されている。照明用ＬＥＤ８０は半径方向に間隔を隔てた３つの同心円上にほぼ同間隔に配置されている。より詳しくは、複数の照明用ＬＥＤ８０は、バーコードリーダ２のレンズ組立体３６の光軸を中心とする径の異なる３つの同心円上に配列されている。
【００６５】
リング状ＬＥＤ基板７７は、最外周の１列が４５°間隔で８つの領域に区分されている。これを外周第１エリアAEout１〜外周第８エリアAEout８で図示してある。中間の一列も４５°間隔で８つの領域に区分されている。これを外側中間第１エリアAEmid１〜外側中間第８エリアAEmid８で図示してある。内周の一列も４５°間隔で８つの領域に区分されている。これを内周第１エリアAEin１〜内周第８エリアAEin８で図示してある。この小径の外部照明ユニット４Ａにあっても合計２４のエリアに分けて部分照明を設定することができる。このエリアに区分した点灯制御には、ＬＥＤ８０の発光量の制御を含んでもよい。なお、部分照明として設定したエリアを単位に照明用ＬＥＤ８０による照明の色を異ならせるようにしてもよい。
【００６６】
外部照明ユニット４のＬＥＤ駆動回路(図３５)：
図３５はＬＥＤ駆動回路の一部を示す。図示のＬＥＤ駆動回路は、各エリア毎にＬＥＤ８０を点灯させると共に、各エリアに属する複数の照明用ＬＥＤ８０に定電流を供給することができる。
【００６７】
例えば、図３４の小径外側照明ユニット４Ａについて説明すると、リング状ＬＥＤ基板７７を周方向に４５°間隔で区分した８つの領域を「ブロック」と呼ぶ。例えば、外周第１エリアAEout１、中間第１エリアAEmid１、内周第１エリアAEin１が第１ブロックを構成する。各ブロック毎にブロックスイッチ１０５と定電流回路１０６が設けられている。ブロックスイッチ１０５をＯＮすると、当該ブロックに属する複数のＬＥＤ８０に電圧を印加できる状態になる。各列の複数のＬＥＤ８０には、各ブロック毎にこれをバイパスする列スイッチ１０７が設けられ、この列スイッチ１０７と並列に照明用ＬＥＤ８０の群が直列に接続されている。なお、図３５には、各円周列の照明用ＬＥＤ８０が一個しか図示されていないが、これは線図を簡素化したという理由に過ぎず、各列スイッチ１０７と並列に接続された照明用ＬＥＤ８０は直列に複数存在していると理解されたい。
【００６８】
各ブロックに属する各列は直列に接続され、そして、各列には、上述した列スイッチ１０７が並列に接続されている。
【００６９】
したがって、任意の列スイッチ１０７をＯＦＦすることにより該当するブロック且つ該当する列に属する複数のＬＥＤ８０に定電流が供給される。このＬＥＤ駆動回路を外部照明ユニット４Ａが備えることにより、各ブロックの各列を単位に部分照明のエリアを任意設定することができる。
【００７０】
また、各ブロック毎に定電流回路１０６を設けたことで、例えば同じブロックでの第１〜第３の円周列の照明ＬＥＤ８０に流れる電流を一定に維持することができる。換言すると、定電流回路１０６無しでは、例えば第２、第３の円周列の照明ＬＥＤ８０を点灯しているときに第１の円周列の照明ＬＥＤ８０をＯＦＦからＯＮにスイッチすると、第２、第３の円周列の照明ＬＥＤ８０に印加する電圧が変化して、第２、第３の照明ＬＥＤ８０を流れる電流が変化して明るさが変化してしまう。
【００７１】
別の言い方で説明すると、ブロックスイッチ１０５をＯＮ/ＯＦＦしても、他のブロックに属する照明用ＬＥＤ８０の発光量は変化しない。各ブロックは互いに並列に電源に接続されているからである。しかし、列スイッチ１０７をＯＮ/ＯＦＦすると、当該ブロックで点灯するＬＥＤ８０の数が変化してしまい、これに伴ってＬＥＤ８０の明るさが変化してしまう。
【００７２】
このことは、部分照明の点灯パターンを設定するときに、ワークに対する最適な光の当て方を探るうえで、ＬＥＤ８０の明るさの変動要因を極力排除するのが望ましい。定電流回路１０５はこのことを企図して各ブロックに設けてある。これにより、点灯パターンの設定作業を行うときに、点灯パターンを変えたときに部分照明するための点灯するエリアでのＬＥＤ８０の輝度の均一化及び輝度の一定性を確保することで最適な点灯パターンを見出すのが容易になる。なお、大径の外部照明ユニット４Ｂ及び内部照明ユニット４Ｂについても同様に図３５のＬＥＤ駆動回路を採用することができる。
【００７３】
内部照明ユニット５及び外部照明ユニット４の部分照明(図３６)：
内部照明ユニット５及び外部照明ユニット４は、共に面光源であるが、この面光源を周方向且つ半径方向に幾つかのエリアに区分して各エリアを単位に部分照明することが可能であり、どのエリアを点灯し、どのエリアを点灯しないかの点灯パターンをユーザが任意に設定することができる。全てのエリアの点灯を含む点灯パターンはＰＣ３を使ってユーザが予め登録することができ、ユーザが設定した点灯パターンは、バーコードリーダ２のメモリＭ及び外部照明ユニット４が接続されているときには、この外部照明ユニット４のメモリＭに記憶される。この点灯制御には、照明用ＬＥＤ８０の発光量の制御が含まれる。なお、図３６においても、上述した図３５と同様に、各円周列の照明用ＬＥＤ８０が一個しか図示されていないが、これは線図を簡素化したという理由に過ぎず、各列スイッチ１０７と並列に接続された照明用ＬＥＤ８０は直列に複数存在していると理解されたい。
【００７４】
図１を参照して説明したように、外部照明ユニット４はＣＰＵの制御手段を具備している。したがって、図３６に図示するように、各ブロックスイッチ１０５及び各円周列の列スイッチ１０７を外部照明ユニット４のＣＰＵで制御することにより、周方向且つ半径方向に区分した部分照明エリアを設定したときには、このエリアを単位にＬＥＤ８０の点灯制御が実行される。
【００７５】
スイッチ機構の詳細(図３７)：
図３７は、図３５、図３６に見られるブロックスイッチ１０５及び列スイッチ１０７の詳細を示す。図３７から分かるように、ブロックスイッチ１０５及び列スイッチ１０７は、スイッチ素子としてトランジスタ１０９が採用されている。図３７では図示を省略したが、ＬＥＤ駆動回路にあっても各ブロック毎に定電流回路１０６が組み込まれていると理解されたい。
【００７６】
変形例として、各ブロックに属する複数の照明用ＬＥＤ８０の各々にスイッチを設けて、このスイッチを制御することで任意のエリア毎に点灯させることも可能である。他の変形例として、定電流回路１０６の電流値を制御してもよい。具体的には、列スイッチ１０７のＯＮ/ＯＦＦ切り替えによって各ブロックにおける照明用ＬＥＤ８０の点灯数が変化する。そして、照明用ＬＥＤ８０の点灯数が変化すると、外部照明ユニット４や内部照明ユニット５の全体としての明るさが変化してしまう。この明るさの変化を抑制するのに、定電流回路１０６の電流値を列スイッチ１０７のＯＮ/ＯＦＦに応答して変化させて、外部照明ユニット４や内部照明ユニット５の全体としての明るさが等しくなるように制御するのがよい。例えば外周側の列スイッチ１０７をＯＮ、内周側の列スイッチ１０７をＯＦＦして内周側の照明用ＬＥＤ８０を消灯させたときに、この消灯した内周側の照明用ＬＥＤ８０の分、外周側の照明用ＬＥＤ８０の明るさが大きくなるように制御してもよい。
【００７７】
更なる変形例として、列スイッチ１０７のみならずブロックスイッチ１０５のＯＮ/ＯＦＦ切り替えに応答して、定電流回路１０６の電流値を変化させるようにしてもよい。このブロックスイッチ１０５の切り替えに応答したＬＥＤ８０の明るさの制御は、点灯させるブロックの数が少なくなるほど、点灯ＬＥＤ８０の明るさが大きくなるように制御し、逆に、点灯させるブロックの数が多くなるほど、点灯ＬＥＤ８０の明るさを小さくなるように制御することにより外部照明ユニット４や内部照明ユニット５の全体としての明るさが等しくなるように制御するのがよい。この点灯ＬＥＤ８０の明るさの制御は、上述したように定電流回路１０６の電流値を変化させることにより行うことができる。
【００７８】
ここに、実施例の図３５、図３６に図示の回路では、各ブロック回路に同一の定電流回路１０６が設けられ、各ブロックに流れる電流の値が所定の電流値となるように制御される点に注目すべきである。この回路によれば、一のエリアのＬＥＤ８０が明るく、他のエリアのＬＥＤ８０が相対的に暗いという局所的な明暗が発生しない。これに加えて、点灯させる列の数やブロックの数によっても明るさを変動させる制御を行った場合には、点灯している全てのＬＥＤ８０は定電流回路１０６によって同時に明るさが変化するため、各エリアの明るさは同じである。
【００７９】
外部照明ユニット４及び内部照明ユニット５の点灯制御エリア（図３８、図３９）：
上述したように外部照明ユニット４と内部照明ユニット５とは部分点灯が可能である。上述したブロックスイッチ１０５と列スイッチ１０７を図３８、図３９を参照して詳細に説明すると、図３８から分かるように、「ブロック」という用語はリング状の面光源を周方向に分割した領域を意味している。次に「列」という用語は、各ブロックに属する照明ＬＥＤ８０のうち、共通の同心円上に属する照明ＬＥＤ８０を意味している。したがって、図３８を参照して第１ブロックの第１列は、「ブロック１」に属する複数の照明ＬＥＤ８０のうち、最外周に位置する照明ＬＥＤ８０の群を意味することになる。
【００８０】
前述したように、各ブロックに属する複数の照明ＬＥＤ８０への電源供給は、先ずブロックスイッチ１０５によって制御される。このことを前提として各列に属する複数の照明ＬＥＤ８０への電源供給は列スイッチ１０７によって制御される。したがって、上述して第１ブロックの第１列のＬＥＤ８０を点灯するには、第１ブロックのブロックスイッチ１０５がＯＮであることを前提として、第１列の列スイッチ１０７をＯＮにすることで実現できる。
【００８１】
なお、「列」に関し、例えば図３８に図示の「列２」「列３」を１つの列として取り扱ってもよい。すなわち、同じブロックに属する複数の列を１つの列として取り扱ってもよい。
【００８２】
前述した部分点灯制御において、例えば第１ブロックの第２列と第３列とで１つの部分点灯エリアとして設定するには、第１ブロックのブロックスイッチ１０５がＯＮであることを前提として、第２列と第３列の２つの列スイッチ１０７を共にＯＮにすることで実現できる。従って、上述したように、周方向に分割した各ブロックと各ブロックに属する各列毎にスイッチ１０５、１０７を設け、これらの組み合わせによって、外部照明ユニット４及び内部照明ユニット５の部分点灯エリアを自在に設定することができる。
【００８３】
また、前述したように、照明ＬＥＤ８０の駆動回路において、各ブロック毎に定電流回路１０６が組み込まれ（図３５）、好ましくは、各列毎に定電流回路１０６が更に組み込まれている（図３６）。この定電流回路１０６によって、各エリアで作られる面光源の輝度を各エリアの全域での均一に維持することができる。
【００８４】
図４０は、図１においてブロック図で説明したバーコードリーダ・システム１の概要を模式的に示す図である。バーコードリーダ２は、そのアウターケースの側面に隣接して且つこの側面に沿ってＣＰＵを搭載したメイン回路１０、電源回路１１が配設されている。そして、メイン回路１０、電源回路１１に挟まれるようにしてカメラモジュール３２が位置決めされている。また、このカメラモジュール３２にポインタ用ＬＥＤ４０が内蔵され、このポインタ用ＬＥＤ４０の光ビームは、撮像用のレンズ組立体３６を通過するように構成されている。そして、このレンズ組立体３６の周囲にリング型の内部照明ユニット１４が配設され、この内部照明ユニット１４は、リング状のＬＥＤ基板１４の全周に亘ってほぼ均一に照明用ＬＥＤ８０が実装されている。更に、追加の外部照明として、リング型の外部照明ユニット４の照明用ＬＥＤ８０がレンズ組立体３６の光軸を中心にリング状に配列され、このリング状の配列は、半径方向に離間した少なくとも２列の照明ＬＥＤ８０群を構成している。
【００８５】
当業者であれば、この図４０を一見するだけで次のことが直ぐに理解できるであろう。すなわち、バーコードリーダ２が簡単な構成でありながら熱対策に優れ且つコンパクトであり、更に、バーコードリーダ２のレンズ組立体３６の光軸を中心としてリング状に高密度で位置決めされた数多くの照明用ＬＥＤ８０の照明に関して自在な部分照明の設定が可能である。更に、外部照明ユニット４が制御手段（ＣＰＵ）を具備していることから、バーコードリーダ２と外部照明ユニット４とが通信するだけで外部照明ユニット４の照明用ＬＥＤ８０を制御することができ、照明用ＬＥＤ８０の点滅に関して優れた応答性を実現することができる。
【産業上の利用可能性】
【００８６】
バーコードやＱＲコードなどの光学情報を読み取るときの照明に適用される。
【符号の説明】
【００８７】
１ バーコードリーダ・システム
２ バーコードリーダ（光学情報読取装置）
３ パーソナルコンピュータ（ＰＣ）
４ 外部照明ユニット
５ バーコードリーダに内蔵される内部照明ユニット
１０ バーコードリーダのメイン基板
Ｍ メイン基板に搭載されたメモリ
１３ CMOS基板（受光基板）
１４ LED基板
３２ カメラモジュール
３６ レンズ組立体
４３ 光学読取素子（撮像素子：ＣＭＯＳ）
７７ 外部照明ユニットのＬＥＤ基板
７８ 外部照明ユニットの回路基板
８０ 照明用ＬＥＤ
１０５ ブロックスイッチ
１０６ 定電流回路
１０７ 列スイッチ
１０９ スイッチング素子としてのトランジスタ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学情報を付設したワークから光学情報を読み取る光学情報読取装置に用いられ、該光学情報読取装置の光軸を中心としてリング状に照明用ＬＥＤを配列したＬＥＤ照明装置であって、
第１の円周上に配列された第１の列の複数の照明用ＬＥＤと、
前記第１の円周とは異なる直径の第２の円周上に配列された第２の列の複数の照明用ＬＥＤと、
前記第１の列と前記第２の列を円周方向に区分したブロック毎に各ブロックに属する複数の照明用ＬＥＤが直列に接続され且つブロックスイッチをＯＮ/ＯＦＦすることにより当該ブロックに属する複数の照明用ＬＥＤに電圧を印加できる状態を生成するブロック回路と、
各ブロック回路に接続された定電流回路と、
前記各ブロック回路に直列に接続された複数の照明用ＬＥＤを前記第１、第２の列に区分して、各列の照明用ＬＥＤと並列に接続された列スイッチとを有し、
前記ブロックスイッチと前記列スイッチのＯＮ/ＯＦＦを制御することにより、予め設定されたエリアを単位にユーザが設定した点灯パターンで部分照明することができることを特徴とする光学情報読取装置用のＬＥＤ照明装置。
【請求項２】
前記ＬＥＤ照明装置が、前記光学情報読取装置に接続可能な外部照明ユニットであり、
該外部照明ユニットに、前記ブロックスイッチと前記列スイッチのＯＮ/ＯＦＦを制御する制御手段が内蔵されている、請求項１に記載の光学情報読取装置用のＬＥＤ照明装置。
【請求項３】
前記ＬＥＤ照明装置が、ユーザが設定した前記点灯パターンを記憶したメモリを更に有し、
前記光学情報読取装置との通信より前記ＬＥＤ照明装置のメモリに記憶されている前記点灯パターンに従って前記複数の照明用ＬＥＤの点灯が制御される、請求項２に記載の光学情報読取装置用のＬＥＤ照明装置。
【請求項４】
前記ＬＥＤ照明装置が、前記複数のＬＥＤを実装したＬＥＤ基板と、該複数のＬＥＤを駆動するための駆動回路を備えた回路基板とを有し、
前記ＬＥＤ基板と前記回路基板がスペーサを介して上下に積層され、
前記ＬＥＤ基板が前記ＬＥＤ照明装置のアウターケースのリング状の断面形状とほぼ同じ大きさのリング状の形状を有し、
前記回路基板に前記制御手段が実装されている、請求項３に記載の光学情報読取装置用のＬＥＤ照明装置。
【請求項１】
光学情報を付設したワークから光学情報を読み取る光学情報読取装置に用いられ、該光学情報読取装置の光軸を中心としてリング状に照明用ＬＥＤを配列したＬＥＤ照明装置であって、
第１の円周上に配列された第１の列の複数の照明用ＬＥＤと、
前記第１の円周とは異なる直径の第２の円周上に配列された第２の列の複数の照明用ＬＥＤと、
前記第１の列と前記第２の列を円周方向に区分したブロック毎に各ブロックに属する複数の照明用ＬＥＤが直列に接続され且つブロックスイッチをＯＮ/ＯＦＦすることにより当該ブロックに属する複数の照明用ＬＥＤに電圧を印加できる状態を生成するブロック回路と、
各ブロック回路に接続された定電流回路と、
前記各ブロック回路に直列に接続された複数の照明用ＬＥＤを前記第１、第２の列に区分して、各列の照明用ＬＥＤと並列に接続された列スイッチとを有し、
前記ブロックスイッチと前記列スイッチのＯＮ/ＯＦＦを制御することにより、予め設定されたエリアを単位にユーザが設定した点灯パターンで部分照明することができることを特徴とする光学情報読取装置用のＬＥＤ照明装置。
【請求項２】
前記ＬＥＤ照明装置が、前記光学情報読取装置に接続可能な外部照明ユニットであり、
該外部照明ユニットに、前記ブロックスイッチと前記列スイッチのＯＮ/ＯＦＦを制御する制御手段が内蔵されている、請求項１に記載の光学情報読取装置用のＬＥＤ照明装置。
【請求項３】
前記ＬＥＤ照明装置が、ユーザが設定した前記点灯パターンを記憶したメモリを更に有し、
前記光学情報読取装置との通信より前記ＬＥＤ照明装置のメモリに記憶されている前記点灯パターンに従って前記複数の照明用ＬＥＤの点灯が制御される、請求項２に記載の光学情報読取装置用のＬＥＤ照明装置。
【請求項４】
前記ＬＥＤ照明装置が、前記複数のＬＥＤを実装したＬＥＤ基板と、該複数のＬＥＤを駆動するための駆動回路を備えた回路基板とを有し、
前記ＬＥＤ基板と前記回路基板がスペーサを介して上下に積層され、
前記ＬＥＤ基板が前記ＬＥＤ照明装置のアウターケースのリング状の断面形状とほぼ同じ大きさのリング状の形状を有し、
前記回路基板に前記制御手段が実装されている、請求項３に記載の光学情報読取装置用のＬＥＤ照明装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【図３７】
【図３８】
【図３９】
【図４０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【図３７】
【図３８】
【図３９】
【図４０】
【公開番号】特開２０１２−６４１７９（Ｐ２０１２−６４１７９Ａ）
【公開日】平成２４年３月２９日（２０１２．３．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２１０２５４（Ｐ２０１０−２１０２５４）
【出願日】平成２２年９月１７日（２０１０．９．１７）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．ＱＲコード
【出願人】（０００１２９２５３）株式会社キーエンス (681)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月２９日（２０１２．３．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月１７日（２０１０．９．１７）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．ＱＲコード
【出願人】（０００１２９２５３）株式会社キーエンス (681)
【Ｆターム（参考）】
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