光学読取装置
【課題】 照明光を全反射し得る読取対象物でも当該装置のセット位置を変更することなく容易に読み取り可能な光学読取装置を提供する。
【解決手段】光学情報読取装置１０では、複数のＬＥＤ３２から照射されるそれぞれの直接光Ｌの光路上に位置し、入射した複数の直接光Ｌの出射方向を個別または所定の集まりごとに任意方向に変更可能な２枚の扇状レンズ５１と、複数のＬＥＤ３２と読取対象物との間における扇状レンズ５１の位置を直接光Ｌの光路上において調節可能な位置調整機構４０と、を備える。
【解決手段】光学情報読取装置１０では、複数のＬＥＤ３２から照射されるそれぞれの直接光Ｌの光路上に位置し、入射した複数の直接光Ｌの出射方向を個別または所定の集まりごとに任意方向に変更可能な２枚の扇状レンズ５１と、複数のＬＥＤ３２と読取対象物との間における扇状レンズ５１の位置を直接光Ｌの光路上において調節可能な位置調整機構４０と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、読取対象物に照射し得る照明光を発光可能な複数の光源と、これら複数の光源から前記読取対象物に照射されて反射した反射光を受光可能な受光素子と、この反射光による前記読取対象物の像を前記受光素子の受光面に結像可能な結像光学系と、を備えた光学読取装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、この種の光学読取装置として、例えば、下記特許文献１に開示される「照明装置」を備えたものがある。この特許文献１に開示される技術では、リング状に配置された発光ダイオード群とこの発光ダイオード群からの光束をリング中心方向寄りに屈折可能としたレンズ（例えばリンク状のフレネルレンズ）とを備えたリング状の照明装置を、例えばＣＣＤカメラの筒部の外周にはめ合わせて固定する。これにより、発光ダイオード群からの光束をリング中心方向寄りに屈折させることが可能となるので、例えばＣＣＤカメラの下方に置いた被検査対象物品を撮影して検査する際に発光ダイオード群からの光束を効率よく照射できるとしている（特許文献１；段落番号０００２、０００４、図１等）。
【特許文献１】特開２００３−５９３２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、このようなリング状の照明装置を備えた従来の光学読取装置によると、リング状の発光ダイオード群からの光束は、リング状のレンズによってリングの全周からリング中心方向寄りに屈折するため、リング状の光束が一様にリング中心方向に集められる。このため、例えば、半導体チップや半導体ウェハあるいは金属表面等、照射された光のほぼ全てを反射（以下「全反射」という）し得るものを読取対象物とした場合には、反射光のほぼ全てがＣＣＤ（受光素子）に入射することから、光学読取装置がＣＣＤカメラであるときには画面が真っ白になってしまい読取対象物を撮影し難いという問題がある。
【０００４】
通常、このような全反射による問題は、読取対象物から照明装置までの位置や角度を調整して全反射の生じないところに光学読取装置をセットすることで回避可能ではあるが、読取対象物が必ずしも一定の位置に存在するとは限らない場合には、撮影の都度、光学読取装置の位置等をその都度セットし直さなければならず段取りに手間がかかるという新たな問題が生じ得る。また、読取対象物である金属表面が平面ではなく曲面や球面である場合には、光学読取装置の位置等を調整しても、その一部において全反射が生じてしまうため、当該読取対象物から照明装置までの位置や角度を調整するだけでは、全反射の問題は回避し難いという問題がある。
【０００５】
このような問題は、光学読取装置がＣＣＤカメラである場合に限られず、当該装置がバーコードリーダ等の光学情報読取装置である場合には、バーコード情報が読み取れないという不具合現象として現れる。即ち、半導体チップや半導体ウェハあるいは金属表面等に直接印刷された１次元または２次元のバーコード（情報コード）を読取対象物とするバーコードリーダの場合には、バーコード情報が読み難いという問題がある。
【０００６】
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、照明光を全反射し得る読取対象物でも当該装置のセット位置を変更することなく容易に読み取り可能な光学読取装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、特許請求の範囲に記載の請求項１の光学読取装置では、読取対象物［Ｗ］に照射し得る照明光［Ｌａ，Ｌｂ］を発光可能な複数の光源［３２］と、これら複数の光源［３２］から前記読取対象物［Ｗ］に照射されて反射した反射光［Ｌｒ］を受光可能な受光素子［２７］と、この反射光［Ｌｒ］による前記読取対象物［Ｗ］の像を前記受光素子［２７］の受光面［２７ａ］に結像可能な結像光学系［２４］と、を備えた光学読取装置であって、前記複数の光源［３２］から照射されるそれぞれの照明光［Ｌ］の光路上に位置し、入射した前記複数の照明光［Ｌ］の出射方向を個別または所定の集まりごとに任意方向に変更可能な光学部材［５０，５１，１５０，１５１，２５０，２５１，２５２］と、前記複数の光源［３２］と前記読取対象物［Ｗ］との間における前記光学部材［５０等］の位置を前記照明光［Ｌ］の光路上において調節可能な位置調整機構［４０］と、を備えることを技術的特徴とする。なお、［ ］内の数字等は、［発明を実施するための最良の形態］の欄で説明する符号に対応し得るものである（以下同じ）。
【０００８】
特許請求の範囲に記載の請求項２の光学読取装置では、請求項１記載の光学読取装置において、前記光学部材［５０等］は、入射した前記照明光［Ｌ］の出射側から見て環状に配置されていることを技術的特徴とする。
【０００９】
特許請求の範囲に記載の請求項３の光学読取装置では、請求項２記載の光学読取装置において、前記反射光［Ｌｒ］は、前記環状に配置された光学部材［５０等］によって囲まれる空間部［５１ａ］を介して前記受光素子［２７］に達することを技術的特徴とする。
【００１０】
特許請求の範囲に記載の請求項４の光学読取装置では、請求項２または３記載の光学読取装置において、前記光学部材［５０］が配置される前記環状は円形であり、前記複数の照明光［Ｌ］の出射方向を所定の集まりごとに任意方向に変更可能な場合には、当該所定の集まりの一つは、この円形を周方向に分割した複数の扇形の一に相当し［５１，１５１］、前記環状の円形に対応して配置される前記複数の光源［３２］は、前記複数の扇形に対応して位置していることを技術的特徴とする。
【００１１】
特許請求の範囲に記載の請求項５の光学読取装置では、請求項２または３記載の光学読取装置において、前記光学部材［５０］が配置される前記環状は円形であり、前記複数の照明光［Ｌ］の出射方向を所定の集まりごとに任意方向に変更可能な場合には、当該所定の集まりの一つは、この円形を径方向に分割した複数の同心円環形の一に相当し［２５１，２５２］、前記環状の円形に対応して配置される前記複数の光源［３２］は、前記複数の同心円環形に対応して位置していることを技術的特徴とする。
【００１２】
特許請求の範囲に記載の請求項６の光学読取装置では、請求項４または５記載の光学読取装置において、前記複数の照明光［Ｌ］の所定の集まりごとに、前記光源［３２］の発光状態を制御可能な照明制御部［２５，２８］を備えることを技術的特徴とする。
【００１３】
特許請求の範囲に記載の請求項７の光学読取装置では、請求項４〜６のいずれか一項に記載の光学読取装置において、前記環状の円形に対応して配置される前記複数の光源［３２］は、前記受光素子［２７］および前記結像光学系［２４］に対して、前記光学部材［５１，１５１，２５１，２５２］とともに移動可能であることを技術的特徴とする。
【００１４】
特許請求の範囲に記載の請求項８の光学読取装置では、請求項１〜７のいずれか一項に記載の光学読取装置において、前記複数の光源［３２］と前記光学部材［５１］との間には、前記複数の光源［３２］から発せられた照明光［Ｌａ，Ｌｂ］を前記光学部材［５１］に入射可能に導く導光部材［３６１］が設けられていることを技術的特徴とする。
【００１５】
特許請求の範囲に記載の請求項９の光学読取装置では、請求項１〜８のいずれか一項に記載の光学読取装置において、前記光学部材［５０等］は、レンズ、プリズムまたは拡散部材のうちの少なくとも１つ若しくはこれらの２以上の組み合わせであることを技術的特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１の発明では、複数の光源［３２］から照射されるそれぞれの照明光［Ｌ］の光路上に位置し、入射した複数の照明光［Ｌ］の出射方向を個別または所定の集まりごとに任意方向に変更可能な光学部材［５０等］と、複数の光源［３２］と読取対象物［Ｗ］との間における光学部材［５０等］の位置を照明光［Ｌ］の光路上において調節可能な位置調整機構［４０］と、を備える。これにより、位置調整機構［４０］によって光学部材［５０等］の位置を照明光［Ｌ］の光路上で調節することで、当該光路上における光学部材［５０等］と複数の光源［３２］との離隔距離を変更できるので、当該光学部材［５０等］に入射した複数の照明光［Ｌ］の出射方向を当該任意方向に向けて個別または所定の集まりごとにほぼ連続的に変更することができる。このため、位置調整機構［４０］により光学部材［５０等］の位置を調節することで、光学部材［５０等］から出射される照明光［Ｌａ，Ｌｂ］の出射方向を個別または所定の集まりごとに変更できるので、照明光［Ｌａ，Ｌｂ］を全反射し得る読取対象物［Ｗ］であっても、全反射の生じない方向に照明光［Ｌａ，Ｌｂ］の出射方向を設定することができる。したがって、光学読取装置自体の位置を変更することなく全反射を回避できるので、照明光［Ｌａ，Ｌｂ］を全反射し得る読取対象物［Ｗ］でも容易に読み取ることができる。
【００１７】
請求項２の発明では、光学部材［５０等］は、入射した照明光［Ｌ］の出射側から見て環状に配置されていることから、例えば、複数の光源［３２］が環状に配置されるリング状の照明装置［３０］に良好に適用することができる。したがって、リング状の照明装置［３０］による照明光［Ｌａ，Ｌｂ］を全反射し得る読取対象物［Ｗ］でも当該光学読取装置［１０］のセット位置を変更することなく容易に読み取ることができる。
【００１８】
請求項３の発明では、入射した照明光［Ｌ］の出射側から見て光学部材［５０等］が環状に配置されている場合において、反射光［Ｌｒ］は、当該環状に配置された光学部材［５０等］によって囲まれる空間部［５１ａ］を介して受光素子［２７］に達する。これにより、受光素子［２７］には、環状に配置された光学部材［５０等］によって任意方向に集光された照射光［Ｌａ，Ｌｂ］による反射光［Ｌｒ］を、受光素子［２７］の全周囲から入射させることができる。このため、全周ではなく一部から照射する場合に比べて、高い照度を得ることができる。
【００１９】
請求項４の発明では、光学部材［１５０］が配置される環状は円形であり、複数の照明光［Ｌａ，Ｌｂ］の出射方向を所定の集まりごとに任意方向に変R更可能な場合には、当該所定の集まりの一つは、この円形を周方向に分割した複数の扇形の一に相当し［５１，１５１］、環状の円形に対応して配置される複数の光源［３２］は、複数の扇形に対応して位置している。これにより、円環状に配置された光学部材［５０］の一部である扇形状の光学部材［５１，１５１］を位置調整機構［４０］により移動させ、当該扇形状の光学部材［５１，１５１］の位置を調節することで、当該光学部材［５１，１５１］から出射される照明光［Ｌａ，Ｌｂ］の出射方向を所定の集まりごとに変更できる。このため、当該光学部材［５１，１５１］から出射された照明光［Ｌａ，Ｌｂ］を全反射し得る読取対象物［Ｗ］であっても、全反射の生じない方向に照明光［Ｌａ，Ｌｂ］の出射方向を設定することができるので、光学読取装置［１０］自体の位置を変更することなく全反射を回避できる。したがって、照明光［Ｌａ，Ｌｂ］を全反射し得る読取対象物［Ｗ］でも当該光学読取装置［１０］のセット位置を変更することなく容易に読み取ることができる。
【００２０】
請求項５の発明では、光学部材［２５０］が配置される環状は円形であり、複数の照明光［Ｌ］の出射方向を所定の集まりごとに任意方向に変更可能な場合には、当該所定の集まりの一つは、この円形を径方向に分割した複数の同心円環形の一に相当し［２５１，２５２］、環状の円形に対応して配置される複数の光源［２３２ａ，２３２ｂ］は、複数の同心円環形に対応して位置している。これにより、円環状に配置された光学部材［５０］の一部である同心円環形状の光学部材［２５１，２５２］を位置調整機構により移動させ、当該同心円環形状の光学部材［２５１，２５２］の位置を調節することで、当該光学部材［２５１，２５２］から出射される照明光［Ｌａ，Ｌｂ］の出射方向を所定の集まりごとに変更できる。このため、当該光学部材［２５１，２５２］から出射された照明光［Ｌａ，Ｌｂ］を全反射し得る読取対象物［Ｗ］であっても、全反射の生じない方向に照明光［Ｌａ，Ｌｂ］の出射方向を設定することができるので、光学読取装置［１０］自体の位置を変更することなく全反射を回避できる。したがって、照明光［Ｌａ，Ｌｂ］を全反射し得る読取対象物［Ｗ］でも当該光学読取装置［１０］のセット位置を変更することなく容易に読み取ることができる。
【００２１】
請求項６の発明では、複数の照明光［Ｌ］の所定の集まりごとに、光源［３２，２３２ａ，２３２ｂ］の発光状態を制御可能な照明制御部［２５，２８］を備える。これにより、例えば、当該光源［３２，２３２ａ，２３２ｂ］の発光強度、発光タイミングや発光色等を任意に制御することができるので、読取対象物［Ｗ］に適した照射光［Ｌ］を発光でき、それを当該読取対象物［Ｗ］に照射することが可能となる。したがって、このような光源［３２，２３２ａ，２３２ｂ］の発光状態との組み合わせによって、光学部材［５１，１５１，２５１，２５２］から出射された照明光［Ｌａ，Ｌｂ］を全反射し得る読取対象物［Ｗ］でもより一層容易に読み取ることができる。
【００２２】
請求項７の発明では、環状の円形に対応して配置される複数の光源［３２，２３２ａ，２３２ｂ］は、受光素子［２７］および結像光学系［２４］に対して、光学部材［５１，１５１，２５１，２５２］とともに移動可能である。これにより、受光素子［２７］および結像光学系［２４］に対する離隔距離を、複数の光源［３２，２３２ａ，２３２ｂ］と光学部材［５１，１５１，２５１，２５２］とを一緒に調整できるので、位置調整機構［４０］による調節に加えて、より幅広く調節することが可能となる。したがって、このような複数の光源［３２，２３２ａ，２３２ｂ］および光学部材［５１，１５１，２５１，２５２］の移動手段との組み合わせによって、光学読取装置［１０］自体の位置を変更することなく照明光［Ｌａ，Ｌｂ］を全反射し得る読取対象物［Ｗ］でもより一層容易に読み取ることができる。
【００２３】
請求項８の発明では、複数の光源［３２］と光学部材［５１］との間には、複数の光源［３２］から発せられた照明光［Ｌ］を光学部材［５１］に入射可能に導く導光部材［３６１］が設けられている。これにより、複数の光源［３２］から発せられた照射光［Ｌ］を効率良く光学部材［５１］に入射させられるので、当該複数の光源［３２］による発光を必要最小限に抑えることが可能となる。したがって、光学読取装置［１０］による消費電力を低減しながらも、照明光［Ｌａ，Ｌｂ］を全反射し得る読取対象物［Ｗ］を容易に読み取ることができる。
【００２４】
なお、上述した光学部材［５０等］は、具体的には、レンズ、プリズムまたは拡散部材のうちの少なくとも１つ若しくはこれらの２以上の組み合わせとして実現される（請求項９）。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明の光学読取装置をバーコードリーダ等の光学情報読取装置に適用した実施形態について図を参照して説明する。なお、ここでいう「バーコード」とは、１次元コード（ＥＡＮ／ＵＰＣ、インターリーブド２オブ５、コーダバー、コード３９／１２８、スタンダード２オブ５、ＲＳＳ等）に限られず、２次元コード（ＱＲコード、ＰＤＦ４１７、データマトリックス、マキシコード、ＲＳＳコンポジット等）等の各種の情報コードを含む概念である。
【００２６】
まず、本実施形態に係る光学情報読取装置１０の構成を図１に基づいて説明する。図１(A) に示すように、光学情報読取装置１０は、主に、本体部２０とリング照明部３０とから構成されており、当該リング照明部３０から発せられた出射光Ｌａ，Ｌｂ（照明光）を図略の読取対象物に照射することによって反射した反射光Ｌｒを、本体部２０に内蔵された受光部２７により読み取り得る機能を有するものである。なお、本実施形態の場合、読取対象物は、バーコードに相当する。
【００２７】
本体部２０は、主に、ハウジング２１、鏡筒２２、アタッチメント部２３等から構成されている。ハウジング２１は、本体部２０の外観をほぼ全体に構成する箱体で、内部には後述するＣＰＵ２５を中心とした電子回路を構成し得る各種電子部品が収容されている。
【００２８】
鏡筒２２は、内部にレンズを保持可能に構成される無底の円筒体で、レンズ鏡筒または鏡胴とも称されるレンズハウジングに相当するものである。本実施形態の場合、鏡筒２２の内部には、結像レンズ２４が収容されており、ハウジング２１の一端側から外部に鏡筒２２の開口部が突出可能に構成されている。これにより、図略の読取対象物に反射した反射光Ｌｒを当該結像レンズ２４に入射可能にしている。
【００２９】
アタッチメント部２３は、ハウジング２１から突出した鏡筒２２の外周を取り囲むようにハウジング２１の一端側に取り付けられる円環状の部材で、その周囲にはリング照明部３０のベース部３１ａを取り付け可能な雄ねじ部２３ａが形成されている。即ち、このアタッチメント部２３は、その外周に、リング照明部３０の雌ねじ部３１ｄと螺合可能な雄ねじ部２３ｂを形成することで、当該アタッチメント部２３を介して、ハウジング２１とリング照明部３０とのねじ締結を可能にしている。これにより、リング照明部３０として、後述する複数のＬＥＤ３２とレンズ部５０とを一緒に、結像レンズ２４および受光部２７に対する離隔距離を調整できる。
【００３０】
結像レンズ２４は、入射した反射光Ｌｒによる読取対象物の像を、後述する受光部２７の受光面２７ａに結像可能な結像光学系で、前述した鏡筒２２内に収容された単数または複数のレンズに組み合わせにより構成されている。
【００３１】
ハウジング２１内には、ＣＰＵ２５を中心に、インターフェース部２６、受光部２７、ＬＥＤ駆動部２８等から構成される電子回路が収容されている。ＣＰＵ２５は、中央演算処理装置、制御装置、プログラムカウンタ、半導体メモリ装置、汎用レジスタ等を含む情報処理装置であり、一般に、マイクロコンピュータやマイクロプロセッサ等と称されているものである。なお、図１(A) において、インターフェース部２６は「Ｉ／Ｆ」、受光部２７は「Ｉｍｇ」、ＬＥＤ駆動部２８は「Ｄｒｖ」と記号表現されている。
【００３２】
インターフェース部２６は、ＣＰＵ２５により情報処理し得るデータやコマンドを外部から入力したり、ＣＰＵ２５により情報処理したデータを外部に出力し得る入出力ポートで、パラレル−シリアル変換機能やディジタル−アナログ変換機能を有するものである。本実施形態では、例えば、受光部２７により読み取りＣＰＵ２５により情報処理した光学情報（例えばバーコードをデコードしたもの）をディジタルデータとしてインターフェース部２６を介して外部に出力可能にしている。
【００３３】
受光部２７は、ＣＣＤ（charge-coupled device）やＣ−ＭＯＳイメージセンサ等を代表とする固体撮像素子とその駆動回路とを備えた回路ユニットで、図略の入出力ポートを介してＣＰＵ２５に接続されており、前述した結像レンズ２４による結像がその受光面２７ａに形成され得る位置に設けられている。これにより、例えば、読取対象物に照射された出射光Ｌａ，Ｌｂが反射して結像レンズ２４に入射すると、当該結像レンズ２４によって当該読取対象物の像が受光面２７ａに結像可能となる。
【００３４】
ＬＥＤ駆動部２８は、後述するリング照明部３０を構成するＬＥＤ３２の点灯／消灯等を制御し得るドライバ回路で、例えば、電流増幅部ＡＭＰ、駆動トランジスタＴｒ、電流制御抵抗Ｒ等により構成されている。なお、このＬＥＤ駆動部２８の構成例については、後述する他の実施形態において詳述する（図５(A) 参照）。
【００３５】
このように本体部２０が構成される一方で、リング照明部３０は、主に、ハウジング３１、複数のＬＥＤ３２、プリント基板３３、位置調整機構４０、レンズ部５０等から構成されている。本実施形態のリング照明部３０は、円環状に配置された複数のＬＥＤ３２によるリング照明としての機能と、位置調整機構４０およびレンズ部５０によりこのリング照明による出射光Ｌａ，Ｌｂの出射方向を変更し得る機能と、を有する。以下、リング照明部３０の構成について図１および図２を参照して説明する。
【００３６】
図２(A) および図２(B) に示すように、ハウジング３１は、ベース部３１ａと筒壁部３１ｂとから構成される有底の円筒体で、内部に、複数のＬＥＤ３２、プリント基板３３、位置調整機構４０等を収容可能に構成されている。ベース部３１ａは、ハウジング３１の底部を形成し得る厚肉の円板形状の部材で、筒壁部３１ｂと一体に形成されている。
【００３７】
図１(A) および図２(B) に示すように、このベース部３１ａのほぼ中央外側には、前述した本体部２０のアタッチメント部２３を受け入れ可能な取付凹部３１ｃが形成されており、この取付凹部３１ｃの内周面にはアタッチメント部２３の雄ねじ部２３ａと螺合可能な雌ねじ部３１ｄが形成されている。また、この取付凹部３１ｃの底部ほぼ中央には、本体部２０の鏡筒２２が貫通可能な貫通穴３１ｅが形成されている。これにより、当該貫通穴３１ｅに鏡筒２２を貫通させた状態で、アタッチメント部２３の雄ねじ部２３ａとベース部３１ａの雌ねじ部３１ｄとを螺合させることが可能となる。
【００３８】
一方、ベース部３１ａと一体に形成される筒壁部３１ｂは、薄肉の円筒形状の部材で、後述する位置調整機構４０のローラ４１を取り付け可能な２個１組の長孔３１ｆが、周方向に１８０度間隔で２箇所に対向するように形成されている。この長孔３１ｆは、ローラ４１のねじ固定位置を調節可能にし得るために、筒壁部３１ｂの周方向に延びるように形成されている。また、この筒壁部３１ｂの軸方向長さ、つまり筒壁の高さは、ベース部３１ａにねじ締結されたアタッチメント部２３から突出する鏡筒２２が、当該筒壁部３１ｂを超えて外部に飛び出ない程度の長さに設定されている。
【００３９】
図１(B) および図２(A) に示すように、ＬＥＤ３２は、直接光Ｌを発光可能な発光ダイオードで、例えば赤色光を発光可能に構成されている。このような発光ダイオードは、通常、出射方向先端がドーム形状形成された透明体の樹脂モールドに封入されているため、当該ドーム形状部分が発散レンズとして機能する。そのため、ＬＥＤ３２から発せられる直接光Ｌは、拡径する円錐形状の光ビームとして出射される。
【００４０】
このような複数のＬＥＤ３２は、円環形状に形成されたプリント基板３３に周方向ほぼ等間隔に取り付けられる。これによりリング照明が構成される。なお、このプリント基板３３は、それぞれのＬＥＤ３２の電極に対してＬＥＤ駆動部２８と電気的に接続可能な所定のプリント配線が形成されているとともに、ハウジング３１の底部を形成するベース部３１ａにねじ固定されている。
【００４１】
なお、本実施形態に係るリング照明部３０では、後述するように、円環形状のレンズを周方向に２分割したものに相当する２枚の扇状レンズ５１を用いている。このため、これらの扇状レンズ５１の組み合わせ部分に形成される隙間部分Ｇには、ＬＥＤ３２が位置しないように当該隙間部分Ｇを避けてＬＥＤ３２を配置することで、当該隙間部分Ｇを通過して直進する直接光Ｌの発生を防止している（図２(A) に示すクロスハッチング部分）。
【００４２】
図１、図２の各図に示すように、位置調整機構４０は、ローラ４１、ビス４２、ナット４３、４４、扇状レンズ５１の支柱５２およびストッパ５２ａにより構成されている。即ち、扇状レンズ５１に設けられる長板形状の支柱５２を、２個１対のローラ４１が支柱５２の幅方向両側から挟み込むように挟持することで、当該支柱５２の軸方向の移動を可能にしつつ幅方向の移動を規制する。
【００４３】
具体的には、組付前の状態を示す図１(C) と、組付後の状態を示す図１(A) および図２(B) とを参照すると理解し易いので、ここではこれらに基づいて説明する。図１(A) および図１(C) に示すように、ローラ４１は、筒壁部３１ｂの長孔３１ｆにナット４４により固定されるビス４２を回転軸として回動自在に構成されているとともに、ビス４２の端部に位置するナット４３によって軸方向位置が決められている。このように回動自在に筒壁部３１ｂに取り付けられるローラ４１を、図２(B) に示すように２個１対としてハウジング３１の筒壁部３１ｂに設ける。そして、これらのローラ４１の取り付け位置を長孔３１ｆによって調整することで、これらのローラ４１間に挟み込まれるように、扇状レンズ５１の支柱５２を位置させる。なお、支柱５２の先端部には、幅方向両側に凸状に突出したストッパ５２ａが形成されている。
【００４４】
このように位置調整機構４０を構成することによって、扇状レンズ５１の支柱５２は、２個のローラ４１により挟み込まれるように挟持される。これにより、支柱５２がその軸方向に移動しようとする場合には、これらのローラ４１が回転するので、当該軸方向移動を可能にする一方で（図２(B) に示す支柱５２’）、支柱５２がその幅方向に移動しようとする場合には、筒壁部３１ｂにねじ固定されたこれらのローラ４１が当該移動を妨げ、幅方向の移動を規制する。また、支柱５２がローラ４１間から抜ける手前まで軸方向に移動した場合には、支柱５２の先端部に形成されたストッパ５２ａが障害となって、ローラ４１間から支柱５２が抜け出ることを防止する。
【００４５】
なお、図示されていないが、当該支柱５２の板厚をローラ４１の幅（厚さ）よりも厚く設定するとともに、ローラ４１を案内するガイド溝を支柱５２の両側に形成したり、ローラ４１の幅方向両側からローラ４１を挟み込み得るガイド板を支柱５２の両側に設けることで、当該支柱５２の厚さ方向の移動も規制することが可能となる。
【００４６】
レンズ部５０は、円環形状を有するレンズで、レンズ径は、ハウジング３１の筒壁部３１ｂによる開口径とほぼ同径に設定されている。本実施形態の場合、例えば、集光レンズ（正レンズ、凸レンズまたは収束レンズ）として光学的に機能する２枚の扇状レンズ５１により構成されている。即ち、円環形状の集光レンズを周方向に２分割したものが１枚分の扇状レンズ５１に相当し、当該扇状レンズ５１は、（１８０／３６０）度の扇形、つまり１８０度に開いた扇子形状を成している。本実施形態では、例えば、円環形状のフレネルレンズを２分割したものに相当するものを用いている。
【００４７】
このような扇状レンズ５１を２枚組み合わせて円環形状のレンズ部５０を構成することにより、その中央にはレンズ穴５０ａが形成されるが、本実施形態の場合、このレンズ穴５０ａの内径は、前述した鏡筒２２の外径よりも大径に設定されている。これにより、読取対象物に反射した反射光Ｌｒは、当該レンズ部５０によって全周を囲まれるレンズ穴５０ａを介して受光部２７に達し得るので、全周ではなく一部から照射する場合に比べて、高い照度を得ることが可能となる。
【００４８】
なお、この扇状レンズ５１の一端面側の外周縁付近には、前述した支柱５２がレンズ経線に対してほぼ垂直に立設されている。ここで「レンズ経線」とは、光軸に垂直でレンズ表面の中心を通りレンズの縁から縁に引いた線のことである。
【００４９】
本実施形態では、扇状レンズ５１としてフレネルレンズを適用したが、レンズ部５０を構成するものとしては、これに限られることはなく、複数のＬＥＤ３２から照射されるそれぞれの直接光Ｌの光路を変更可能な光学部材であれば、例えば、発散レンズ（負レンズまたは凹レンズ）、プリズム、拡散フィルタ（拡散部材）等でも適用することができる。
【００５０】
このような扇状レンズ５１を２枚１組として円環形状のレンズ部５０を構成し、ハウジング３１の開口部を覆うように当該レンズ部５０を位置させる。これにより、リング照明を構成する複数のＬＥＤ３２から発せられた直接光Ｌは、当該レンズ部５０を介して外部に出射光Ｌａ，Ｌｂとして出射される。また、前述した位置調整機構４０を構成し得るように扇状レンズ５１の支柱５２を一対のローラ４１に挟持させることにより、レンズ部５０を構成する２枚の扇状レンズ５１を個々に直接光Ｌの光路上を移動させることが可能となる（図１(A) に示す扇状レンズ５１’）。
【００５１】
これにより、図２(B) に示すように、直接光Ｌの光路上において、複数のＬＥＤ３２と扇状レンズ５１との離隔距離ｄを連続的に変更できるので（ｄ→ｄ’）、扇状レンズ５１に入射する直接光Ｌのビーム幅Ｂｗを任意に変更できる（Ｂｗ→Ｂｗ’）。そのため、扇状レンズ５１に入射した複数の直接光Ｌの出射方向を当該レンズ部５０の中心方向あるいは外側方向に向けてそれぞれの扇状レンズ５１ごとにほぼ連続的に変更することができるので、出射光Ｌａ，Ｌｂを全反射し得る読取対象物であっても、全反射の生じない方向に出射光Ｌａ，Ｌｂの出射方向を設定することが可能となる。したがって、光学情報読取装置１０自体の位置を変更することなく全反射を回避できるため、出射光Ｌａ，Ｌｂを全反射し得る読取対象物でも容易に読み取ることができる。
【００５２】
なお、図２(B) においては、複数設けられているＬＥＤ３２のうち、一部のＬＥＤ３２についてその直接光Ｌのビーム幅Ｂｗ等に関して図示している。そのため、図２(B) には図示されていないが、他のＬＥＤ３２についてもこれと同様に、扇状レンズ５１との離隔距離ｄが変更されることにより、当該ＬＥＤ３２から扇状レンズ５１に入射する直接光Ｌのビーム幅Ｂｗも変更されるため、入射した直接光Ｌの出射方向をレンズ部５０の中心方向あるいは外側方向に向けてほぼ連続的に変更することができる。
【００５３】
ここで、位置調整機構４０によりレンズ部５０の位置を調整することによって、読取対象物Ｗに照射される出射光Ｌａ，Ｌｂの強度が変化する様子を図３に基づいて説明する。
図３(A) に示すように、レンズ部５０を構成する２枚の扇状レンズ５１がハウジング３１の開口部に接している状態、つまり両方の扇状レンズ５１と複数のＬＥＤ３２との離隔距離が最も小さい（接近している）状態においては、ＬＥＤ３２から発せられる直接光Ｌは扇状レンズ５１によりレンズ部５０の中心付近に集光される。そのため、扇状レンズ５１から出射される出射光Ｌａ，Ｌｂにより照射される読取対象物Ｗは、出射光Ｌａと出射光Ｌｂとが重なる範囲α１が最も明るくなり、このような出射光の重なりのないその両側β１に向かって徐々に暗くなる。このような扇状レンズ５１の位置設定では、出射光Ｌａ、Ｌｂにより照射された範囲を中心に全体に明るくなるので、特に全反射等が生じない場合の照射光に適している。
【００５４】
これに対し、レンズ部５０を構成する一方の扇状レンズ５１を位置調整機構４０によりＬＥＤ３２から遠ざかる位置に調整、つまり扇状レンズ５１と複数のＬＥＤ３２との離隔距離が大きくなるよう扇状レンズ５１の位置を設定する（図３(B) 中の符号５１’）。これにより、一方の扇状レンズ５１’だけがＬＥＤ３２から離れるため、扇状レンズ５１’に入射する直接光Ｌはそのビーム幅が拡がる（Ｂｗ’）。そのため、扇状レンズ５１’から出射される出射光Ｌａ’は、他方の扇状レンズ５１から出射される出射光Ｌｂによりも拡散されて弱まったものとなる。したがって、扇状レンズ５１’、５１から出射される出射光Ｌａ’，Ｌｂにより照射される読取対象物Ｗは、出射光Ｌａ’と出射光Ｌｂとが重なる範囲α２が最も明るくなり、このような出射光の重なりのないその両側β２、γ２に向かって徐々に暗くなる。
【００５５】
ただし、扇状レンズ５１’に入射する直接光Ｌのビーム幅Ｂｗ’の方が、扇状レンズ５１’に入射する直接光Ｌのビーム幅Ｂｗよりも拡がっている分、扇状レンズ５１’から出射される出射光Ｌａ’も幅広く拡散されるため、読取対象物Ｗに照射される出射光Ｌａ’の照射範囲（α２＋γ２）も、扇状レンズ５１から出射される出射光Ｌｂの照射範囲（α２＋β２）に比べて拡がったものとなる。このため、出射光Ｌａ’と出射光Ｌｂとが重なる範囲α２から扇状レンズ５１’側向けて薄暗い照射範囲γ２が拡がり、それより狭い範囲で範囲α２から扇状レンズ５１側向けてやや明るい照射範囲β２が形成される。つまり、図３(B) における照明光の強度は、α２＞β２＞γ２の順に弱くなるが、照射範囲は、α２＞γ２＞β２の順に狭くなる。このような扇状レンズ５１、５１’の位置設定では、出射光Ｌａ’により照射された範囲γ２が他の範囲α２，β２に比べて暗くなるので、照射範囲の一部に片寄って暗くすることができる。このため、全反射の生じ得る範囲に対して暗くなるように扇状レンズ５１’の位置を調整することで、当該全反射を抑制できるので、例えば、曲面や球面のある金属表面等の部分的な範囲で全反射が生じ得る場合に、当該範囲に直接マーキングされたバーコード等を読み取る場合の照射光に適している。
【００５６】
一方、レンズ部５０を構成する両方の扇状レンズ５１を位置調整機構４０によりＬＥＤ３２から遠ざかる位置に調整、つまり扇状レンズ５１と複数のＬＥＤ３２との離隔距離が大きくなるよう扇状レンズ５１の位置を設定する（図３(C) 中の符号５１’）。これにより、両方の扇状レンズ５１’がＬＥＤ３２から離れるため、ＬＥＤ３２から発せられる直接光Ｌはそのビーム幅が拡がることから（Ｂｗ’）、両扇状レンズ５１’から出射される出射光Ｌａ’は、それぞれ拡散されて弱まったものとなる。したがって、両扇状レンズ５１’から出射される出射光Ｌａ’，Ｌｂ’により照射される読取対象物Ｗは、出射光Ｌａ’と出射光Ｌｂ’とが重なる範囲α３が最も明るくなるが、図３(A) における範囲α１や図３(B) における範囲α２の明るさに比べて弱くなる（α３＜α２＜α１）。そして、このような出射光の重なりのないその両側β３に向かってさらに暗くなる。このような扇状レンズ５１’の位置設定では、出射光Ｌａ’，Ｌｂ’による照射によって全体的に暗くなるので、例えば、シリコンウェア等の平坦面状に全反射し得る範囲が拡がっている場合に、当該範囲に直接マーキングされたバーコード（ＱＲコード）等を読み取る場合の照射光に適している。
【００５７】
なお、以上説明した、図３(A) 、図３(B) および図３(C) に示す説明図においては、複数設けられているＬＥＤ３２のうち、２枚の扇状レンズ５１にそれぞれに対応した一つのＬＥＤ３２にのみ着目して、その照射光（直接光Ｌ、出射光Ｌａ，Ｌｂ等）の拡散等について表現している。そのため、図３の各図における範囲α１，β１，α２，β２，γ２，α３，β３は、ひとつの目安に過ぎない。したがって、本実施形態に係る光学情報読取装置１０を実際に構成した場合には、扇状レンズ５１の設定位置によって、各ＬＥＤ３２ごとに、図３(A) 〜図３(C) に示すような照射光の拡散現象が生じるため、明るさを示す範囲α１，β１等は、より複雑に構成され得ることに留意されたい。
【００５８】
このように本実施形態に係る光学情報読取装置１０によると、複数のＬＥＤ３２から照射されるそれぞれの直接光Ｌの光路上に位置し、入射した複数の直接光Ｌの出射方向を個別または所定の集まりごとに任意方向に変更可能な２枚の扇状レンズ５１と、複数のＬＥＤ３２と読取対象物Ｗとの間における扇状レンズ５１の位置を直接光Ｌの光路上において調節可能な位置調整機構４０と、を備える。これにより、位置調整機構４０によって扇状レンズ５１の位置を直接光Ｌの光路上で調節することで、当該光路上における扇状レンズ５１と複数のＬＥＤ３２との離隔距離を変更できるので、扇状レンズ５１に入射した複数の直接光Ｌの出射方向を当該任意方向に向けて個別または所定の集まりごとにほぼ連続的に変更することができる。このため、位置調整機構４０により扇状レンズ５１の位置を調節することで、扇状レンズ５１から出射される出射光Ｌａ，Ｌｂの出射方向を個別または所定の集まりごとに変更できる。したがって、出射光Ｌａ，Ｌｂを全反射し得る読取対象物Ｗであっても、全反射の生じない方向に出射光Ｌａ，Ｌｂの出射方向を設定することができるので、光学情報読取装置１０自体の位置を変更することなく全反射を回避でき、当該読取対象物Ｗを容易に読み取ることができる。
【００５９】
なお、本実施形態では、「複数の光源」として、拡径する円錐形状の光ビームを出射可能なＬＥＤ３２を用いたが、例えば、拡がりのないレーザビーム等を出射可能な光源（レーザ光源）を「複数の光源」として用いる場合には、扇状レンズ５１のレンズ面にその法線方向以外、つまりレンズ面に対して斜めに、当該レーザ光を入射させうる構成を採る。これにより、当該レーザ光源と扇状レンズ５１との離隔距離が変化することにより、扇状レンズ５１に入射するレーザ光の入射位置も変動し得ることから、扇状レンズ５１に入射した複数のレーザ光の出射方向を当該任意方向に向けて個別または所定の集まりごとにほぼ連続的に変更することが可能となり、上述と同様の作用・効果を得ることができる。
【００６０】
また、ＬＥＤ３２の個数ｎで３６０度を除した角度（３６０／ｎ）の扇状レンズをｎ枚用いてレンズ部を構成することで、「個別」に、扇状レンズに入射した複数の直接光Ｌの出射方向を任意方向に向けてほぼ連続的に変更することが可能となる。そして、この場合も上述と同様の作用・効果を得ることができる。
【００６１】
ここで、本実施形態に係る光学情報読取装置１０のリング照明部３０の変形例を、図４〜図８を参照して説明する。
【００６２】
まず、リング照明部３０の第１変形例としてリング照明部１３０の構成を図４(A) に基づいて説明する。なお、前述したリング照明部３０と実質的に同一の構成部分には同一符号を付し、説明を省略する。
【００６３】
前述したリング照明部３０では、（１８０／３６０）度の扇形に設定された扇状レンズ５１を２枚用いてレンズ部５０を構成した。そのため「所定の集まりごと」に、扇状レンズ５１に入射した複数の直接光Ｌの出射方向を当該任意方向に向けてほぼ連続的に変更したが、本第１変形例に係るリング照明部１３０では、図４(A) に示すように、（９０／３６０）度の扇形に設定された扇状レンズ１５１を４枚用いてレンズ部１５０を構成する。つまり、レンズ部１５０を周方向に４分割し、９０度に開いた扇子形状を成すように扇状レンズ１５１を構成する。そのため、４枚の扇状レンズ１５１に対して、それぞれ位置調整機構４０が設けられている。なお、４枚の扇状レンズ１５１を円環状に組み合わせてレンズ部１５０を構成することによって、その中央にはレンズ穴１５０ａが形成される。
【００６４】
このように構成することによって、本第１変形例に係るリング照明部１３０では、前述したリング照明部３０の扇状レンズ５１に比べ、当該「所定の集まりごと」を細分化することができる。これにより、リング照明部３０に比べて狭い範囲で、扇状レンズ１５１から出射される出射光Ｌａ，Ｌｂの出射方向を所定の集まりごとに変更できるので、出射光Ｌａ，Ｌｂを全反射し得る読取対象物Ｗであっても、全反射の生じない方向に出射光Ｌａ，Ｌｂの出射方向を細かい範囲で設定することができる。したがって、当該設定の自由度を高めることができるので、光学情報読取装置１０自体の位置を変更することなく全反射を回避でき、当該読取対象物Ｗを一層容易に読み取ることができる。
【００６５】
次に、リング照明部３０の第２変形例としてリング照明部２３０の構成を図４(B) に基づいて説明する。なお、前述したリング照明部３０と実質的に同一の構成部分には同一符号を付し、説明を省略する。
【００６６】
これまで説明したリング照明部３０（図２）やリング照明部１３０（図４(A) ）では、「所定の集まりの一つ」として、円環状に配置されるレンズ部５０、１５０（光学部材）を周方向に分割して扇状レンズ５１、１５１を形成した。これに対し本第２変形例に係るリング照明部２３０では、図４(B) に示すように、レンズ部２５０（光学部材）を径方向に２分割して同心円環形の小径の円環状レンズ２５１および大径の円環状レンズ２５２を備える。円環状レンズ２５１の中央にはレンズ穴２５０ａが形成されている。
【００６７】
円環状レンズ２５１の外周には、当該円環状レンズ２５１の外径よりも僅かに大径に設定された外径の円筒体（外筒体）が設けられており、この外筒体の外周壁には雄ねじ溝が形成されている。一方、円環状レンズ２５２の内周には、当該円環状レンズ２５２の内径よりも僅かに小径に設定された内径の円筒体（内筒体）が設けられており、この内筒体の内周壁には、円環状レンズ２５１の円筒体の雄ねじ溝に螺合可能な雌ねじ溝が形成されている。また、この円環状レンズ２５２の外周には、当該円環状レンズ２５２の外径よりも僅かに大径に設定された外径の円筒体（外筒体）が設けられており、この外筒体の外周壁には雄ねじ溝が形成されている。そして、ハウジング３１の内周壁には、この円環状レンズ２５２の外筒体に形成される雄ねじ溝に螺合可能な雌ねじ溝が形成されている。
【００６８】
このように、円環状レンズ２５１の外筒体に雄ねじ溝、円環状レンズ２５２の内筒体に雌ねじ溝、また円環状レンズ２５２の外筒体に雄ねじ溝、ハウジング３１の内周壁に雌ねじ溝、からなる「位置調整機構」をそれぞれ形成することによって、ハウジング３１に円環状レンズ２５２を螺合させ、この円環状レンズ２５２に円環状レンズ２５１を螺合させることができる。これにより、ハウジング３１に対して円環状レンズ２５２を軸方向に移動させることが可能になり、さらに円環状レンズ２５２に対して円環状レンズ２５１を軸方向に移動させることが可能になるため、円環状レンズ２５１もハウジング３１に対して軸方向移動を可能になる。このようにリング照明部２３０では、円環状レンズ２５１の外筒体、円環状レンズ２５２の内筒体および外筒体、そしてハウジング３１の内壁に形成されれている雄ねじ溝や雌ねじ溝が、「位置調整機構」として機能するので、前述したようなローラ４１等から構成される位置調整機構４０は設けられていない。
【００６９】
また、リング照明部２３０では、それぞれの円環状レンズ２５１、２５２の形状に対応して、複数のＬＥＤ２３２ａ、２３２ｂを配置する必要があるため、例えば、大径の円環状レンズ２５１に対応した円環形状のプリント基板２３３ａと、小径の円環状レンズ２５２に対応した円環形状のプリント基板２３３ｂと、をハウジング３１内に設け、それぞれに、ＬＥＤ２３２ａ、２３２ｂを周方向ほぼ等間隔に設けている。なお、本第２変形例のリング照明部２３０の場合、分割された円環状レンズ２５１、２５２は、環状を成しているので、扇状レンズ５１、１５１のように隙間部分Ｇが形成されることはない。そのため、プリント基板２３３ａに取り付けられる複数のＬＥＤ２３２ａや、プリント基板２３３ｂに取り付けられる複数のＬＥＤ２３２ｂは、それぞれほぼ等間隔に配置されている。
【００７０】
このように構成することによって、本第２変形例に係るリング照明部２３０では、円環状に配置されたレンズ部２５０の一部である円環状レンズ２５１、２５２を、円環状レンズ２５１，２５２の外筒体や内筒体に形成されるねじ溝からなる「位置調整機構」により移動させ、当該円環状レンズ２５１，２５２の位置を調節することで、当該円環状レンズ２５１，２５２から出射される照明光Ｌａ，Ｌｂの出射方向を所定の集まりごとに変更できる。このため、当該円環状レンズ２５１，２５２から出射された照明光Ｌａ，Ｌｂを全反射し得る読取対象物Ｗであっても、全反射の生じない方向に照明光Ｌａ，Ｌｂの出射方向を設定することができるので、光学読取装置１０自体の位置を変更することなく全反射を回避できる。したがって、照明光Ｌａ，Ｌｂを全反射し得る読取対象物Ｗでも当該光学読取装置１０のセット位置を変更することなく容易に読み取ることができる。
【００７１】
なお、図５(A) に示すように、円環状レンズ２５１に対応して設けられる複数のＬＥＤ２３２ａ（以下「グループＸのＬＥＤ群」という）と、円環状レンズ２５２に対応して設けられる複数のＬＥＤ２３２ｂ（以下「グループＹのＬＥＤ群」という）と、の点灯／消灯制御を個別に行い得るように、本体部２０のＬＥＤ駆動部２８を構成しても良い。
【００７２】
即ち、図５(A) に示すように、ＬＥＤ駆動部２８は、ＣＰＵ２５から出力される輝度制御信号を増幅し得る電流増幅部ＡＭＰと、この電流増幅部ＡＭＰの出力をベースで受けるとともに＋電源Ｖccとコレクタとの間にグループＸのＬＥＤ群を接続しアースとエミッタとの間に電流制御抵抗Ｒを接続する駆動トランジスタＴｒと、により構成されるグループＸ駆動部、および、このグループＸ駆動部と同様に構成されグループＹのＬＥＤ群を駆動可能なグループＹ駆動部、からなる。なお、電流増幅部ＡＭＰは、外部から入力されるオンオフ信号によって出力制御され得るように構成されており、グループＸ駆動部の電流増幅部ＡＭＰにはＣＰＵ２５から出力されるオンオフ信号Ｘが、グループＹ駆動部の電流増幅部ＡＭＰにはＣＰＵ２５から出力されるオンオフ信号Ｙが、それぞれ接続されている。
【００７３】
このようにＬＥＤ駆動部２８を構成することにより、例えば、ＣＰＵ２５から出力される輝度制御信号の信号レベルをアナログ的に増減させることにより、グループＸやグループＹのＬＥＤ群を構成するＬＥＤ２３２ａ、２３２ｂの輝度（発光強度）を任意に制御することが可能となる。つまり「発光状態」として輝度（発光強度）を任意に制御できる。
【００７４】
また、図５(B) に示すタイミングで、オンオフ信号Ｘ，ＹをＣＰＵ２５からＬＥＤ駆動部２８に出力する。これにより、ＣＰＵ２５からは、ほぼ同一のタイミングでオン信号およびオフ信号が出力されているので、円環状レンズ２５１に対応したグループＸのＬＥＤ群（ＬＥＤ２３２ａ）と円環状レンズ２５２に対応したグループＹのＬＥＤ群（ＬＥＤ２３２ｂ）とをほぼ同時に点灯させたり消灯させたりすることができる。
【００７５】
さらに、例えば、図５(C) に示すタイミングで、オンオフ信号Ｘ，ＹをＣＰＵ２５からＬＥＤ駆動部２８に出力する。これにより、ＣＰＵ２５からは、オンオフ信号Ｘのオン信号およびオフ信号と、オンオフ信号Ｙのオン信号およびオフ信号と、が交互に相反したタイミングで出力されているので、円環状レンズ２５１に対応したグループＸのＬＥＤ群（ＬＥＤ２３２ａ）が点灯している時には、円環状レンズ２５２に対応したグループＹのＬＥＤ群（ＬＥＤ２３２ｂ）が消灯し、グループＸのＬＥＤ群（ＬＥＤ２３２ａ）が消灯している時には、円環状レンズ２５２に対応したグループＹのＬＥＤ群（ＬＥＤ２３２ｂ）が点灯する。つまり、「発光状態」として、グループＸとグループＹとを交互に点滅させることができる。
【００７６】
なお、「発光状態」の他の例として、ＬＥＤ２３２ａ、２３２ｂの発光色を、単色ではなく、例えば、赤色、青色および緑色からなる光の三原色に設定し、さらにこれらの発光色をもＣＰＵ２５から制御可能に構成する。これにより、読取対象物Ｗに適して発光色を選択可能にすることができるので、前述したリング照明部３０、１３０、２３０等とこの機能を有する本体部とを組み合わせることで、照明光Ｌａ，Ｌｂを全反射し得る読取対象物Ｗでも当該光学読取装置１０のセット位置を変更することなくさらに一層容易に読み取ることができる。
【００７７】
続いて、リング照明部３０の第３変形例としてリング照明部３３０の構成を図６に基づいて説明する。なお、図６(B) に図示されている半断面図は、図６(A) に示す６Ｂ線断面によるものであるが、同図右側は、扇状レンズ５１と複数のＬＥＤ３２との離隔距離が最も小さい位置に設定されている場合を示し、同図左側は、扇状レンズ５１と複数のＬＥＤ３２との離隔距離が最も大きい位置に設定されている場合を示す。また、前述したリング照明部３０と実質的に同一の構成部分には同一符号を付し、説明を省略する。
【００７８】
図６(A) および図６(B) に示すように、本第３変形例に係るリング照明部３３０は、前述したリング照明部３０を構成する扇状レンズ５１のそれぞれに、その周囲を覆う遮光カバー３６１（導光部材）を設けた例である。即ち、扇状レンズ５１の裏側（ＬＥＤ３２からの直接光Ｌが入射する側）に、扇状レンズ５１の扇形状よりも一回り小さい扇形状を横断面形状として形成される、断面扇形状の筒体を遮光カバー３６１として形成する。またこの遮光カバー３６１は、図６(B) に示すように、その長さがハウジング３１内に収容可能な程度に設定されている。
【００７９】
このように構成される遮光カバー３６１を扇状レンズ５１の裏側に取り付けることで、複数のＬＥＤ３２から発せられた直接光Ｌを効率良く扇状レンズ５１に入射させられるので、当該複数のＬＥＤ３２による発光を必要最小限に抑えることが可能となる。したがって、光学読取装置１０による消費電力を低減しながらも、出射光Ｌａ，Ｌｂを全反射し得る読取対象物Ｗを容易に読み取ることができる。
【００８０】
なお、「導光部材」としては、このような遮光カバー３６１のように扇状レンズ５１の周囲を覆うものの他に、例えば、光ファイバーのように光学的にＬＥＤ３２からの直接光Ｌを導く光ケーブルや導光部材であっても良い。これらの場合にも、複数のＬＥＤ３２による発光を必要最小限に抑えることが可能となるので、上述と同様の作用・効果を得ることが可能となる。
【００８１】
さらに続いて、リング照明部３０の第４変形例としてリング照明部４３０の構成を図７に基づいて説明する。なお、前述したリング照明部３０と実質的に同一の構成部分には同一符号を付し、説明を省略する。
【００８２】
図７(A) および図７(B) に示すように、本第４変形例に係るリング照明部４３０は、前述したリング照明部３０を構成する扇状レンズ５１の裏側（ＬＥＤ３２からの直接光Ｌが入射する側）に拡散板４７０を設けた例である。この拡散板４７０は、入射した光を意図的に拡散させて、出射光Ｌａ，Ｌｂをボカし気味にするもので、拡散フィルターと称される場合もある。
【００８３】
本第４変形例では、このような拡散板４７０を扇状レンズ５１の裏側全面に設ける（貼付する）ことにより、扇状レンズ５１による光の拡散だけでなく、さらに拡散板４７０による拡散も期待し得る構成を採る。これにより、複数のＬＥＤ３２から発せられた直接光Ｌは、拡散板４７０付きの扇状レンズ５１に入射することで、より確実に拡散されるので、照明光Ｌａ，Ｌｂを全反射し得る読取対象物Ｗでも当該光学読取装置１０のセット位置を変更することなく、より確実に容易に読み取ることが可能となる。
【００８４】
なお、図８に示すように、リング照明部５３０（リング照明部３０の第５変形例）のように、このような拡散板４７０を扇状レンズ５１の裏側全面に設けるのではなく、一部分に設けても良い。即ち、リング照明部３０の第５変形例に係るリング照明部５３０では、４５度に開いた扇子形状を成すように拡散板５７０を形成し、それを扇状レンズ５１の裏側に周方向４５度間隔に設ける（貼付する）。これにより、当該拡散板５７０が存在する範囲と、当該拡散板５７０が存在しない範囲と、が４５度間隔に交互に形成されるため、拡散板４７０を全面に設けたリング照明部４３０に比べて拡散の度合を調整できる。
【００８５】
なお、このような拡散板５７０を、扇状レンズ５１とは別に設けられる透明の薄板状円環板に周方向４５度間隔に貼付して、当該円環板を周方向に回転可能に扇状レンズ５１に取り付ける構成を採ることで、拡散板５７０の存在位置を周方向に設定できるので、より一層拡散の度合を調整することができる。
【００８６】
なお、以上説明した実施形態およびその各変形例では、いわゆるリング照明を前提に説明したが、本発明の適用範囲はこれに限られることはなく、読取対象物に照射し得る照明光を発光可能な複数の光源であれば、光源の集合形態は、円形、楕円形、矩形、多角形等のいずれであっても良い。当該複数の光源と受光素子（受光部２７）との位置関係は、読取対象物に反射した反射光が結像光学系（結像レンズ２４）を介して入射する位置にあれば、必ずしも上述した実施形態のような位置関係になくても良い。これらの場合も、上述と同様の作用・効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】本発明の光学読取装置の一実施形態に係る光学情報読取装置の構成例を示す説明図で、図１(A) は本体部の電気的構成例およびリング照明部の機械的構成例を示したもの、図１(B) は図１(A) に示す１Ｂ方向から矢視によるリング照明部の機械的構成例を示したもの、図１(C) は図１(A) に示す位置調整機構の組付構成例を示したものである。
【図２】本実施形態に係る光学情報読取装置のリング照明部の構成を示す説明図で、図２(A) は照明光の出射側から見た構成図で、図２(B) は図２(A) に示す２Ｂ線断面図である。
【図３】本実施形態に係る光学情報読取装置のリング照明部を構成する２枚の扇状レンズの位置関係により、読取対象物を照射する照明光の照射範囲および強度が変化する例を示す説明図で、図３(A) は両方の扇状レンズと複数のＬＥＤとの離隔距離が最も小さい位置に設定されている場合、図３(B) は一方の扇状レンズだけが複数のＬＥＤとの離隔距離が大きくなる位置に設定されている場合、図３(C) は両方の扇状レンズと複数のＬＥＤとの離隔距離が最も大きい位置に設定されている場合、である。
【図４】本実施形態に係る光学情報読取装置を構成するリング照明部の変形例を示す説明図で、図４(A) はレンズ部を周方向に４分割（径方向分割なし）した第１変形例の構成を示すもの、図４(B) はレンズ部を径方向に２分割（周方向分割なし）した第２変形例の構成を示すものである。
【図５】図５(A) は、本実施形態に係る光学情報読取装置を構成する本体部のＬＥＤ駆動部およびその周辺回路との接続関係を示す回路図で、図５(B) および図５(C) は、ＣＰＵから出力される各オンオフ信号のタイミングチャートである。
【図６】本実施形態に係る光学情報読取装置を構成するリング照明部の第３変形例を示す説明図で、図６(A) は照明光の出射側から見た構成図で、図６(B) は図６(A) に示す６Ｂ線断面図である。
【図７】本実施形態に係る光学情報読取装置を構成するリング照明部の第４変形例を示す説明図で、図７(A) は照明光の出射側から見た構成図で、図７(B) は図７(A) に示す７Ｂ線断面図である。
【図８】本実施形態に係る光学情報読取装置を構成するリング照明部の第５変形例を示す説明図で、図８(A) は照明光の出射側から見た構成図で、図８(B) は図８(A) に示す８Ｂ線断面図である。
【符号の説明】
【００８８】
１０…光学情報読取装置（光学読取装置）
２０…本体部
２１…ハウジング
２２…鏡筒
２３…アタッチメント部
２３ａ…雄ねじ部
２４…結像レンズ（結像光学系）
２７…受光部（受光素子）
２７ａ…受光面
２８…ＬＥＤ駆動部
３０、１３０、２３０、３３０、４３０、５３０…リング照明部
３１…ハウジング
３１ｄ…雌ねじ部
３１ｅ…貫通穴
３１ｆ…長孔
３２…ＬＥＤ（光源）
４０…位置調整機構
５０…レンズ部（光学部材）
５０ａ、１５０ａ、２５０ａ…レンズ穴（空間部）
５１、１５１…扇状レンズ
５２…支柱
２５１、２５２…円環状レンズ
３６１…遮光カバー（導光部材）
Ｌ…直接光（照明光）
Ｌａ、Ｌｂ…出射光（照明光）
Ｌｒ…反射光
Ｗ…読取対象物
【技術分野】
【０００１】
本発明は、読取対象物に照射し得る照明光を発光可能な複数の光源と、これら複数の光源から前記読取対象物に照射されて反射した反射光を受光可能な受光素子と、この反射光による前記読取対象物の像を前記受光素子の受光面に結像可能な結像光学系と、を備えた光学読取装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、この種の光学読取装置として、例えば、下記特許文献１に開示される「照明装置」を備えたものがある。この特許文献１に開示される技術では、リング状に配置された発光ダイオード群とこの発光ダイオード群からの光束をリング中心方向寄りに屈折可能としたレンズ（例えばリンク状のフレネルレンズ）とを備えたリング状の照明装置を、例えばＣＣＤカメラの筒部の外周にはめ合わせて固定する。これにより、発光ダイオード群からの光束をリング中心方向寄りに屈折させることが可能となるので、例えばＣＣＤカメラの下方に置いた被検査対象物品を撮影して検査する際に発光ダイオード群からの光束を効率よく照射できるとしている（特許文献１；段落番号０００２、０００４、図１等）。
【特許文献１】特開２００３−５９３２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、このようなリング状の照明装置を備えた従来の光学読取装置によると、リング状の発光ダイオード群からの光束は、リング状のレンズによってリングの全周からリング中心方向寄りに屈折するため、リング状の光束が一様にリング中心方向に集められる。このため、例えば、半導体チップや半導体ウェハあるいは金属表面等、照射された光のほぼ全てを反射（以下「全反射」という）し得るものを読取対象物とした場合には、反射光のほぼ全てがＣＣＤ（受光素子）に入射することから、光学読取装置がＣＣＤカメラであるときには画面が真っ白になってしまい読取対象物を撮影し難いという問題がある。
【０００４】
通常、このような全反射による問題は、読取対象物から照明装置までの位置や角度を調整して全反射の生じないところに光学読取装置をセットすることで回避可能ではあるが、読取対象物が必ずしも一定の位置に存在するとは限らない場合には、撮影の都度、光学読取装置の位置等をその都度セットし直さなければならず段取りに手間がかかるという新たな問題が生じ得る。また、読取対象物である金属表面が平面ではなく曲面や球面である場合には、光学読取装置の位置等を調整しても、その一部において全反射が生じてしまうため、当該読取対象物から照明装置までの位置や角度を調整するだけでは、全反射の問題は回避し難いという問題がある。
【０００５】
このような問題は、光学読取装置がＣＣＤカメラである場合に限られず、当該装置がバーコードリーダ等の光学情報読取装置である場合には、バーコード情報が読み取れないという不具合現象として現れる。即ち、半導体チップや半導体ウェハあるいは金属表面等に直接印刷された１次元または２次元のバーコード（情報コード）を読取対象物とするバーコードリーダの場合には、バーコード情報が読み難いという問題がある。
【０００６】
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、照明光を全反射し得る読取対象物でも当該装置のセット位置を変更することなく容易に読み取り可能な光学読取装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、特許請求の範囲に記載の請求項１の光学読取装置では、読取対象物［Ｗ］に照射し得る照明光［Ｌａ，Ｌｂ］を発光可能な複数の光源［３２］と、これら複数の光源［３２］から前記読取対象物［Ｗ］に照射されて反射した反射光［Ｌｒ］を受光可能な受光素子［２７］と、この反射光［Ｌｒ］による前記読取対象物［Ｗ］の像を前記受光素子［２７］の受光面［２７ａ］に結像可能な結像光学系［２４］と、を備えた光学読取装置であって、前記複数の光源［３２］から照射されるそれぞれの照明光［Ｌ］の光路上に位置し、入射した前記複数の照明光［Ｌ］の出射方向を個別または所定の集まりごとに任意方向に変更可能な光学部材［５０，５１，１５０，１５１，２５０，２５１，２５２］と、前記複数の光源［３２］と前記読取対象物［Ｗ］との間における前記光学部材［５０等］の位置を前記照明光［Ｌ］の光路上において調節可能な位置調整機構［４０］と、を備えることを技術的特徴とする。なお、［ ］内の数字等は、［発明を実施するための最良の形態］の欄で説明する符号に対応し得るものである（以下同じ）。
【０００８】
特許請求の範囲に記載の請求項２の光学読取装置では、請求項１記載の光学読取装置において、前記光学部材［５０等］は、入射した前記照明光［Ｌ］の出射側から見て環状に配置されていることを技術的特徴とする。
【０００９】
特許請求の範囲に記載の請求項３の光学読取装置では、請求項２記載の光学読取装置において、前記反射光［Ｌｒ］は、前記環状に配置された光学部材［５０等］によって囲まれる空間部［５１ａ］を介して前記受光素子［２７］に達することを技術的特徴とする。
【００１０】
特許請求の範囲に記載の請求項４の光学読取装置では、請求項２または３記載の光学読取装置において、前記光学部材［５０］が配置される前記環状は円形であり、前記複数の照明光［Ｌ］の出射方向を所定の集まりごとに任意方向に変更可能な場合には、当該所定の集まりの一つは、この円形を周方向に分割した複数の扇形の一に相当し［５１，１５１］、前記環状の円形に対応して配置される前記複数の光源［３２］は、前記複数の扇形に対応して位置していることを技術的特徴とする。
【００１１】
特許請求の範囲に記載の請求項５の光学読取装置では、請求項２または３記載の光学読取装置において、前記光学部材［５０］が配置される前記環状は円形であり、前記複数の照明光［Ｌ］の出射方向を所定の集まりごとに任意方向に変更可能な場合には、当該所定の集まりの一つは、この円形を径方向に分割した複数の同心円環形の一に相当し［２５１，２５２］、前記環状の円形に対応して配置される前記複数の光源［３２］は、前記複数の同心円環形に対応して位置していることを技術的特徴とする。
【００１２】
特許請求の範囲に記載の請求項６の光学読取装置では、請求項４または５記載の光学読取装置において、前記複数の照明光［Ｌ］の所定の集まりごとに、前記光源［３２］の発光状態を制御可能な照明制御部［２５，２８］を備えることを技術的特徴とする。
【００１３】
特許請求の範囲に記載の請求項７の光学読取装置では、請求項４〜６のいずれか一項に記載の光学読取装置において、前記環状の円形に対応して配置される前記複数の光源［３２］は、前記受光素子［２７］および前記結像光学系［２４］に対して、前記光学部材［５１，１５１，２５１，２５２］とともに移動可能であることを技術的特徴とする。
【００１４】
特許請求の範囲に記載の請求項８の光学読取装置では、請求項１〜７のいずれか一項に記載の光学読取装置において、前記複数の光源［３２］と前記光学部材［５１］との間には、前記複数の光源［３２］から発せられた照明光［Ｌａ，Ｌｂ］を前記光学部材［５１］に入射可能に導く導光部材［３６１］が設けられていることを技術的特徴とする。
【００１５】
特許請求の範囲に記載の請求項９の光学読取装置では、請求項１〜８のいずれか一項に記載の光学読取装置において、前記光学部材［５０等］は、レンズ、プリズムまたは拡散部材のうちの少なくとも１つ若しくはこれらの２以上の組み合わせであることを技術的特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１の発明では、複数の光源［３２］から照射されるそれぞれの照明光［Ｌ］の光路上に位置し、入射した複数の照明光［Ｌ］の出射方向を個別または所定の集まりごとに任意方向に変更可能な光学部材［５０等］と、複数の光源［３２］と読取対象物［Ｗ］との間における光学部材［５０等］の位置を照明光［Ｌ］の光路上において調節可能な位置調整機構［４０］と、を備える。これにより、位置調整機構［４０］によって光学部材［５０等］の位置を照明光［Ｌ］の光路上で調節することで、当該光路上における光学部材［５０等］と複数の光源［３２］との離隔距離を変更できるので、当該光学部材［５０等］に入射した複数の照明光［Ｌ］の出射方向を当該任意方向に向けて個別または所定の集まりごとにほぼ連続的に変更することができる。このため、位置調整機構［４０］により光学部材［５０等］の位置を調節することで、光学部材［５０等］から出射される照明光［Ｌａ，Ｌｂ］の出射方向を個別または所定の集まりごとに変更できるので、照明光［Ｌａ，Ｌｂ］を全反射し得る読取対象物［Ｗ］であっても、全反射の生じない方向に照明光［Ｌａ，Ｌｂ］の出射方向を設定することができる。したがって、光学読取装置自体の位置を変更することなく全反射を回避できるので、照明光［Ｌａ，Ｌｂ］を全反射し得る読取対象物［Ｗ］でも容易に読み取ることができる。
【００１７】
請求項２の発明では、光学部材［５０等］は、入射した照明光［Ｌ］の出射側から見て環状に配置されていることから、例えば、複数の光源［３２］が環状に配置されるリング状の照明装置［３０］に良好に適用することができる。したがって、リング状の照明装置［３０］による照明光［Ｌａ，Ｌｂ］を全反射し得る読取対象物［Ｗ］でも当該光学読取装置［１０］のセット位置を変更することなく容易に読み取ることができる。
【００１８】
請求項３の発明では、入射した照明光［Ｌ］の出射側から見て光学部材［５０等］が環状に配置されている場合において、反射光［Ｌｒ］は、当該環状に配置された光学部材［５０等］によって囲まれる空間部［５１ａ］を介して受光素子［２７］に達する。これにより、受光素子［２７］には、環状に配置された光学部材［５０等］によって任意方向に集光された照射光［Ｌａ，Ｌｂ］による反射光［Ｌｒ］を、受光素子［２７］の全周囲から入射させることができる。このため、全周ではなく一部から照射する場合に比べて、高い照度を得ることができる。
【００１９】
請求項４の発明では、光学部材［１５０］が配置される環状は円形であり、複数の照明光［Ｌａ，Ｌｂ］の出射方向を所定の集まりごとに任意方向に変R更可能な場合には、当該所定の集まりの一つは、この円形を周方向に分割した複数の扇形の一に相当し［５１，１５１］、環状の円形に対応して配置される複数の光源［３２］は、複数の扇形に対応して位置している。これにより、円環状に配置された光学部材［５０］の一部である扇形状の光学部材［５１，１５１］を位置調整機構［４０］により移動させ、当該扇形状の光学部材［５１，１５１］の位置を調節することで、当該光学部材［５１，１５１］から出射される照明光［Ｌａ，Ｌｂ］の出射方向を所定の集まりごとに変更できる。このため、当該光学部材［５１，１５１］から出射された照明光［Ｌａ，Ｌｂ］を全反射し得る読取対象物［Ｗ］であっても、全反射の生じない方向に照明光［Ｌａ，Ｌｂ］の出射方向を設定することができるので、光学読取装置［１０］自体の位置を変更することなく全反射を回避できる。したがって、照明光［Ｌａ，Ｌｂ］を全反射し得る読取対象物［Ｗ］でも当該光学読取装置［１０］のセット位置を変更することなく容易に読み取ることができる。
【００２０】
請求項５の発明では、光学部材［２５０］が配置される環状は円形であり、複数の照明光［Ｌ］の出射方向を所定の集まりごとに任意方向に変更可能な場合には、当該所定の集まりの一つは、この円形を径方向に分割した複数の同心円環形の一に相当し［２５１，２５２］、環状の円形に対応して配置される複数の光源［２３２ａ，２３２ｂ］は、複数の同心円環形に対応して位置している。これにより、円環状に配置された光学部材［５０］の一部である同心円環形状の光学部材［２５１，２５２］を位置調整機構により移動させ、当該同心円環形状の光学部材［２５１，２５２］の位置を調節することで、当該光学部材［２５１，２５２］から出射される照明光［Ｌａ，Ｌｂ］の出射方向を所定の集まりごとに変更できる。このため、当該光学部材［２５１，２５２］から出射された照明光［Ｌａ，Ｌｂ］を全反射し得る読取対象物［Ｗ］であっても、全反射の生じない方向に照明光［Ｌａ，Ｌｂ］の出射方向を設定することができるので、光学読取装置［１０］自体の位置を変更することなく全反射を回避できる。したがって、照明光［Ｌａ，Ｌｂ］を全反射し得る読取対象物［Ｗ］でも当該光学読取装置［１０］のセット位置を変更することなく容易に読み取ることができる。
【００２１】
請求項６の発明では、複数の照明光［Ｌ］の所定の集まりごとに、光源［３２，２３２ａ，２３２ｂ］の発光状態を制御可能な照明制御部［２５，２８］を備える。これにより、例えば、当該光源［３２，２３２ａ，２３２ｂ］の発光強度、発光タイミングや発光色等を任意に制御することができるので、読取対象物［Ｗ］に適した照射光［Ｌ］を発光でき、それを当該読取対象物［Ｗ］に照射することが可能となる。したがって、このような光源［３２，２３２ａ，２３２ｂ］の発光状態との組み合わせによって、光学部材［５１，１５１，２５１，２５２］から出射された照明光［Ｌａ，Ｌｂ］を全反射し得る読取対象物［Ｗ］でもより一層容易に読み取ることができる。
【００２２】
請求項７の発明では、環状の円形に対応して配置される複数の光源［３２，２３２ａ，２３２ｂ］は、受光素子［２７］および結像光学系［２４］に対して、光学部材［５１，１５１，２５１，２５２］とともに移動可能である。これにより、受光素子［２７］および結像光学系［２４］に対する離隔距離を、複数の光源［３２，２３２ａ，２３２ｂ］と光学部材［５１，１５１，２５１，２５２］とを一緒に調整できるので、位置調整機構［４０］による調節に加えて、より幅広く調節することが可能となる。したがって、このような複数の光源［３２，２３２ａ，２３２ｂ］および光学部材［５１，１５１，２５１，２５２］の移動手段との組み合わせによって、光学読取装置［１０］自体の位置を変更することなく照明光［Ｌａ，Ｌｂ］を全反射し得る読取対象物［Ｗ］でもより一層容易に読み取ることができる。
【００２３】
請求項８の発明では、複数の光源［３２］と光学部材［５１］との間には、複数の光源［３２］から発せられた照明光［Ｌ］を光学部材［５１］に入射可能に導く導光部材［３６１］が設けられている。これにより、複数の光源［３２］から発せられた照射光［Ｌ］を効率良く光学部材［５１］に入射させられるので、当該複数の光源［３２］による発光を必要最小限に抑えることが可能となる。したがって、光学読取装置［１０］による消費電力を低減しながらも、照明光［Ｌａ，Ｌｂ］を全反射し得る読取対象物［Ｗ］を容易に読み取ることができる。
【００２４】
なお、上述した光学部材［５０等］は、具体的には、レンズ、プリズムまたは拡散部材のうちの少なくとも１つ若しくはこれらの２以上の組み合わせとして実現される（請求項９）。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明の光学読取装置をバーコードリーダ等の光学情報読取装置に適用した実施形態について図を参照して説明する。なお、ここでいう「バーコード」とは、１次元コード（ＥＡＮ／ＵＰＣ、インターリーブド２オブ５、コーダバー、コード３９／１２８、スタンダード２オブ５、ＲＳＳ等）に限られず、２次元コード（ＱＲコード、ＰＤＦ４１７、データマトリックス、マキシコード、ＲＳＳコンポジット等）等の各種の情報コードを含む概念である。
【００２６】
まず、本実施形態に係る光学情報読取装置１０の構成を図１に基づいて説明する。図１(A) に示すように、光学情報読取装置１０は、主に、本体部２０とリング照明部３０とから構成されており、当該リング照明部３０から発せられた出射光Ｌａ，Ｌｂ（照明光）を図略の読取対象物に照射することによって反射した反射光Ｌｒを、本体部２０に内蔵された受光部２７により読み取り得る機能を有するものである。なお、本実施形態の場合、読取対象物は、バーコードに相当する。
【００２７】
本体部２０は、主に、ハウジング２１、鏡筒２２、アタッチメント部２３等から構成されている。ハウジング２１は、本体部２０の外観をほぼ全体に構成する箱体で、内部には後述するＣＰＵ２５を中心とした電子回路を構成し得る各種電子部品が収容されている。
【００２８】
鏡筒２２は、内部にレンズを保持可能に構成される無底の円筒体で、レンズ鏡筒または鏡胴とも称されるレンズハウジングに相当するものである。本実施形態の場合、鏡筒２２の内部には、結像レンズ２４が収容されており、ハウジング２１の一端側から外部に鏡筒２２の開口部が突出可能に構成されている。これにより、図略の読取対象物に反射した反射光Ｌｒを当該結像レンズ２４に入射可能にしている。
【００２９】
アタッチメント部２３は、ハウジング２１から突出した鏡筒２２の外周を取り囲むようにハウジング２１の一端側に取り付けられる円環状の部材で、その周囲にはリング照明部３０のベース部３１ａを取り付け可能な雄ねじ部２３ａが形成されている。即ち、このアタッチメント部２３は、その外周に、リング照明部３０の雌ねじ部３１ｄと螺合可能な雄ねじ部２３ｂを形成することで、当該アタッチメント部２３を介して、ハウジング２１とリング照明部３０とのねじ締結を可能にしている。これにより、リング照明部３０として、後述する複数のＬＥＤ３２とレンズ部５０とを一緒に、結像レンズ２４および受光部２７に対する離隔距離を調整できる。
【００３０】
結像レンズ２４は、入射した反射光Ｌｒによる読取対象物の像を、後述する受光部２７の受光面２７ａに結像可能な結像光学系で、前述した鏡筒２２内に収容された単数または複数のレンズに組み合わせにより構成されている。
【００３１】
ハウジング２１内には、ＣＰＵ２５を中心に、インターフェース部２６、受光部２７、ＬＥＤ駆動部２８等から構成される電子回路が収容されている。ＣＰＵ２５は、中央演算処理装置、制御装置、プログラムカウンタ、半導体メモリ装置、汎用レジスタ等を含む情報処理装置であり、一般に、マイクロコンピュータやマイクロプロセッサ等と称されているものである。なお、図１(A) において、インターフェース部２６は「Ｉ／Ｆ」、受光部２７は「Ｉｍｇ」、ＬＥＤ駆動部２８は「Ｄｒｖ」と記号表現されている。
【００３２】
インターフェース部２６は、ＣＰＵ２５により情報処理し得るデータやコマンドを外部から入力したり、ＣＰＵ２５により情報処理したデータを外部に出力し得る入出力ポートで、パラレル−シリアル変換機能やディジタル−アナログ変換機能を有するものである。本実施形態では、例えば、受光部２７により読み取りＣＰＵ２５により情報処理した光学情報（例えばバーコードをデコードしたもの）をディジタルデータとしてインターフェース部２６を介して外部に出力可能にしている。
【００３３】
受光部２７は、ＣＣＤ（charge-coupled device）やＣ−ＭＯＳイメージセンサ等を代表とする固体撮像素子とその駆動回路とを備えた回路ユニットで、図略の入出力ポートを介してＣＰＵ２５に接続されており、前述した結像レンズ２４による結像がその受光面２７ａに形成され得る位置に設けられている。これにより、例えば、読取対象物に照射された出射光Ｌａ，Ｌｂが反射して結像レンズ２４に入射すると、当該結像レンズ２４によって当該読取対象物の像が受光面２７ａに結像可能となる。
【００３４】
ＬＥＤ駆動部２８は、後述するリング照明部３０を構成するＬＥＤ３２の点灯／消灯等を制御し得るドライバ回路で、例えば、電流増幅部ＡＭＰ、駆動トランジスタＴｒ、電流制御抵抗Ｒ等により構成されている。なお、このＬＥＤ駆動部２８の構成例については、後述する他の実施形態において詳述する（図５(A) 参照）。
【００３５】
このように本体部２０が構成される一方で、リング照明部３０は、主に、ハウジング３１、複数のＬＥＤ３２、プリント基板３３、位置調整機構４０、レンズ部５０等から構成されている。本実施形態のリング照明部３０は、円環状に配置された複数のＬＥＤ３２によるリング照明としての機能と、位置調整機構４０およびレンズ部５０によりこのリング照明による出射光Ｌａ，Ｌｂの出射方向を変更し得る機能と、を有する。以下、リング照明部３０の構成について図１および図２を参照して説明する。
【００３６】
図２(A) および図２(B) に示すように、ハウジング３１は、ベース部３１ａと筒壁部３１ｂとから構成される有底の円筒体で、内部に、複数のＬＥＤ３２、プリント基板３３、位置調整機構４０等を収容可能に構成されている。ベース部３１ａは、ハウジング３１の底部を形成し得る厚肉の円板形状の部材で、筒壁部３１ｂと一体に形成されている。
【００３７】
図１(A) および図２(B) に示すように、このベース部３１ａのほぼ中央外側には、前述した本体部２０のアタッチメント部２３を受け入れ可能な取付凹部３１ｃが形成されており、この取付凹部３１ｃの内周面にはアタッチメント部２３の雄ねじ部２３ａと螺合可能な雌ねじ部３１ｄが形成されている。また、この取付凹部３１ｃの底部ほぼ中央には、本体部２０の鏡筒２２が貫通可能な貫通穴３１ｅが形成されている。これにより、当該貫通穴３１ｅに鏡筒２２を貫通させた状態で、アタッチメント部２３の雄ねじ部２３ａとベース部３１ａの雌ねじ部３１ｄとを螺合させることが可能となる。
【００３８】
一方、ベース部３１ａと一体に形成される筒壁部３１ｂは、薄肉の円筒形状の部材で、後述する位置調整機構４０のローラ４１を取り付け可能な２個１組の長孔３１ｆが、周方向に１８０度間隔で２箇所に対向するように形成されている。この長孔３１ｆは、ローラ４１のねじ固定位置を調節可能にし得るために、筒壁部３１ｂの周方向に延びるように形成されている。また、この筒壁部３１ｂの軸方向長さ、つまり筒壁の高さは、ベース部３１ａにねじ締結されたアタッチメント部２３から突出する鏡筒２２が、当該筒壁部３１ｂを超えて外部に飛び出ない程度の長さに設定されている。
【００３９】
図１(B) および図２(A) に示すように、ＬＥＤ３２は、直接光Ｌを発光可能な発光ダイオードで、例えば赤色光を発光可能に構成されている。このような発光ダイオードは、通常、出射方向先端がドーム形状形成された透明体の樹脂モールドに封入されているため、当該ドーム形状部分が発散レンズとして機能する。そのため、ＬＥＤ３２から発せられる直接光Ｌは、拡径する円錐形状の光ビームとして出射される。
【００４０】
このような複数のＬＥＤ３２は、円環形状に形成されたプリント基板３３に周方向ほぼ等間隔に取り付けられる。これによりリング照明が構成される。なお、このプリント基板３３は、それぞれのＬＥＤ３２の電極に対してＬＥＤ駆動部２８と電気的に接続可能な所定のプリント配線が形成されているとともに、ハウジング３１の底部を形成するベース部３１ａにねじ固定されている。
【００４１】
なお、本実施形態に係るリング照明部３０では、後述するように、円環形状のレンズを周方向に２分割したものに相当する２枚の扇状レンズ５１を用いている。このため、これらの扇状レンズ５１の組み合わせ部分に形成される隙間部分Ｇには、ＬＥＤ３２が位置しないように当該隙間部分Ｇを避けてＬＥＤ３２を配置することで、当該隙間部分Ｇを通過して直進する直接光Ｌの発生を防止している（図２(A) に示すクロスハッチング部分）。
【００４２】
図１、図２の各図に示すように、位置調整機構４０は、ローラ４１、ビス４２、ナット４３、４４、扇状レンズ５１の支柱５２およびストッパ５２ａにより構成されている。即ち、扇状レンズ５１に設けられる長板形状の支柱５２を、２個１対のローラ４１が支柱５２の幅方向両側から挟み込むように挟持することで、当該支柱５２の軸方向の移動を可能にしつつ幅方向の移動を規制する。
【００４３】
具体的には、組付前の状態を示す図１(C) と、組付後の状態を示す図１(A) および図２(B) とを参照すると理解し易いので、ここではこれらに基づいて説明する。図１(A) および図１(C) に示すように、ローラ４１は、筒壁部３１ｂの長孔３１ｆにナット４４により固定されるビス４２を回転軸として回動自在に構成されているとともに、ビス４２の端部に位置するナット４３によって軸方向位置が決められている。このように回動自在に筒壁部３１ｂに取り付けられるローラ４１を、図２(B) に示すように２個１対としてハウジング３１の筒壁部３１ｂに設ける。そして、これらのローラ４１の取り付け位置を長孔３１ｆによって調整することで、これらのローラ４１間に挟み込まれるように、扇状レンズ５１の支柱５２を位置させる。なお、支柱５２の先端部には、幅方向両側に凸状に突出したストッパ５２ａが形成されている。
【００４４】
このように位置調整機構４０を構成することによって、扇状レンズ５１の支柱５２は、２個のローラ４１により挟み込まれるように挟持される。これにより、支柱５２がその軸方向に移動しようとする場合には、これらのローラ４１が回転するので、当該軸方向移動を可能にする一方で（図２(B) に示す支柱５２’）、支柱５２がその幅方向に移動しようとする場合には、筒壁部３１ｂにねじ固定されたこれらのローラ４１が当該移動を妨げ、幅方向の移動を規制する。また、支柱５２がローラ４１間から抜ける手前まで軸方向に移動した場合には、支柱５２の先端部に形成されたストッパ５２ａが障害となって、ローラ４１間から支柱５２が抜け出ることを防止する。
【００４５】
なお、図示されていないが、当該支柱５２の板厚をローラ４１の幅（厚さ）よりも厚く設定するとともに、ローラ４１を案内するガイド溝を支柱５２の両側に形成したり、ローラ４１の幅方向両側からローラ４１を挟み込み得るガイド板を支柱５２の両側に設けることで、当該支柱５２の厚さ方向の移動も規制することが可能となる。
【００４６】
レンズ部５０は、円環形状を有するレンズで、レンズ径は、ハウジング３１の筒壁部３１ｂによる開口径とほぼ同径に設定されている。本実施形態の場合、例えば、集光レンズ（正レンズ、凸レンズまたは収束レンズ）として光学的に機能する２枚の扇状レンズ５１により構成されている。即ち、円環形状の集光レンズを周方向に２分割したものが１枚分の扇状レンズ５１に相当し、当該扇状レンズ５１は、（１８０／３６０）度の扇形、つまり１８０度に開いた扇子形状を成している。本実施形態では、例えば、円環形状のフレネルレンズを２分割したものに相当するものを用いている。
【００４７】
このような扇状レンズ５１を２枚組み合わせて円環形状のレンズ部５０を構成することにより、その中央にはレンズ穴５０ａが形成されるが、本実施形態の場合、このレンズ穴５０ａの内径は、前述した鏡筒２２の外径よりも大径に設定されている。これにより、読取対象物に反射した反射光Ｌｒは、当該レンズ部５０によって全周を囲まれるレンズ穴５０ａを介して受光部２７に達し得るので、全周ではなく一部から照射する場合に比べて、高い照度を得ることが可能となる。
【００４８】
なお、この扇状レンズ５１の一端面側の外周縁付近には、前述した支柱５２がレンズ経線に対してほぼ垂直に立設されている。ここで「レンズ経線」とは、光軸に垂直でレンズ表面の中心を通りレンズの縁から縁に引いた線のことである。
【００４９】
本実施形態では、扇状レンズ５１としてフレネルレンズを適用したが、レンズ部５０を構成するものとしては、これに限られることはなく、複数のＬＥＤ３２から照射されるそれぞれの直接光Ｌの光路を変更可能な光学部材であれば、例えば、発散レンズ（負レンズまたは凹レンズ）、プリズム、拡散フィルタ（拡散部材）等でも適用することができる。
【００５０】
このような扇状レンズ５１を２枚１組として円環形状のレンズ部５０を構成し、ハウジング３１の開口部を覆うように当該レンズ部５０を位置させる。これにより、リング照明を構成する複数のＬＥＤ３２から発せられた直接光Ｌは、当該レンズ部５０を介して外部に出射光Ｌａ，Ｌｂとして出射される。また、前述した位置調整機構４０を構成し得るように扇状レンズ５１の支柱５２を一対のローラ４１に挟持させることにより、レンズ部５０を構成する２枚の扇状レンズ５１を個々に直接光Ｌの光路上を移動させることが可能となる（図１(A) に示す扇状レンズ５１’）。
【００５１】
これにより、図２(B) に示すように、直接光Ｌの光路上において、複数のＬＥＤ３２と扇状レンズ５１との離隔距離ｄを連続的に変更できるので（ｄ→ｄ’）、扇状レンズ５１に入射する直接光Ｌのビーム幅Ｂｗを任意に変更できる（Ｂｗ→Ｂｗ’）。そのため、扇状レンズ５１に入射した複数の直接光Ｌの出射方向を当該レンズ部５０の中心方向あるいは外側方向に向けてそれぞれの扇状レンズ５１ごとにほぼ連続的に変更することができるので、出射光Ｌａ，Ｌｂを全反射し得る読取対象物であっても、全反射の生じない方向に出射光Ｌａ，Ｌｂの出射方向を設定することが可能となる。したがって、光学情報読取装置１０自体の位置を変更することなく全反射を回避できるため、出射光Ｌａ，Ｌｂを全反射し得る読取対象物でも容易に読み取ることができる。
【００５２】
なお、図２(B) においては、複数設けられているＬＥＤ３２のうち、一部のＬＥＤ３２についてその直接光Ｌのビーム幅Ｂｗ等に関して図示している。そのため、図２(B) には図示されていないが、他のＬＥＤ３２についてもこれと同様に、扇状レンズ５１との離隔距離ｄが変更されることにより、当該ＬＥＤ３２から扇状レンズ５１に入射する直接光Ｌのビーム幅Ｂｗも変更されるため、入射した直接光Ｌの出射方向をレンズ部５０の中心方向あるいは外側方向に向けてほぼ連続的に変更することができる。
【００５３】
ここで、位置調整機構４０によりレンズ部５０の位置を調整することによって、読取対象物Ｗに照射される出射光Ｌａ，Ｌｂの強度が変化する様子を図３に基づいて説明する。
図３(A) に示すように、レンズ部５０を構成する２枚の扇状レンズ５１がハウジング３１の開口部に接している状態、つまり両方の扇状レンズ５１と複数のＬＥＤ３２との離隔距離が最も小さい（接近している）状態においては、ＬＥＤ３２から発せられる直接光Ｌは扇状レンズ５１によりレンズ部５０の中心付近に集光される。そのため、扇状レンズ５１から出射される出射光Ｌａ，Ｌｂにより照射される読取対象物Ｗは、出射光Ｌａと出射光Ｌｂとが重なる範囲α１が最も明るくなり、このような出射光の重なりのないその両側β１に向かって徐々に暗くなる。このような扇状レンズ５１の位置設定では、出射光Ｌａ、Ｌｂにより照射された範囲を中心に全体に明るくなるので、特に全反射等が生じない場合の照射光に適している。
【００５４】
これに対し、レンズ部５０を構成する一方の扇状レンズ５１を位置調整機構４０によりＬＥＤ３２から遠ざかる位置に調整、つまり扇状レンズ５１と複数のＬＥＤ３２との離隔距離が大きくなるよう扇状レンズ５１の位置を設定する（図３(B) 中の符号５１’）。これにより、一方の扇状レンズ５１’だけがＬＥＤ３２から離れるため、扇状レンズ５１’に入射する直接光Ｌはそのビーム幅が拡がる（Ｂｗ’）。そのため、扇状レンズ５１’から出射される出射光Ｌａ’は、他方の扇状レンズ５１から出射される出射光Ｌｂによりも拡散されて弱まったものとなる。したがって、扇状レンズ５１’、５１から出射される出射光Ｌａ’，Ｌｂにより照射される読取対象物Ｗは、出射光Ｌａ’と出射光Ｌｂとが重なる範囲α２が最も明るくなり、このような出射光の重なりのないその両側β２、γ２に向かって徐々に暗くなる。
【００５５】
ただし、扇状レンズ５１’に入射する直接光Ｌのビーム幅Ｂｗ’の方が、扇状レンズ５１’に入射する直接光Ｌのビーム幅Ｂｗよりも拡がっている分、扇状レンズ５１’から出射される出射光Ｌａ’も幅広く拡散されるため、読取対象物Ｗに照射される出射光Ｌａ’の照射範囲（α２＋γ２）も、扇状レンズ５１から出射される出射光Ｌｂの照射範囲（α２＋β２）に比べて拡がったものとなる。このため、出射光Ｌａ’と出射光Ｌｂとが重なる範囲α２から扇状レンズ５１’側向けて薄暗い照射範囲γ２が拡がり、それより狭い範囲で範囲α２から扇状レンズ５１側向けてやや明るい照射範囲β２が形成される。つまり、図３(B) における照明光の強度は、α２＞β２＞γ２の順に弱くなるが、照射範囲は、α２＞γ２＞β２の順に狭くなる。このような扇状レンズ５１、５１’の位置設定では、出射光Ｌａ’により照射された範囲γ２が他の範囲α２，β２に比べて暗くなるので、照射範囲の一部に片寄って暗くすることができる。このため、全反射の生じ得る範囲に対して暗くなるように扇状レンズ５１’の位置を調整することで、当該全反射を抑制できるので、例えば、曲面や球面のある金属表面等の部分的な範囲で全反射が生じ得る場合に、当該範囲に直接マーキングされたバーコード等を読み取る場合の照射光に適している。
【００５６】
一方、レンズ部５０を構成する両方の扇状レンズ５１を位置調整機構４０によりＬＥＤ３２から遠ざかる位置に調整、つまり扇状レンズ５１と複数のＬＥＤ３２との離隔距離が大きくなるよう扇状レンズ５１の位置を設定する（図３(C) 中の符号５１’）。これにより、両方の扇状レンズ５１’がＬＥＤ３２から離れるため、ＬＥＤ３２から発せられる直接光Ｌはそのビーム幅が拡がることから（Ｂｗ’）、両扇状レンズ５１’から出射される出射光Ｌａ’は、それぞれ拡散されて弱まったものとなる。したがって、両扇状レンズ５１’から出射される出射光Ｌａ’，Ｌｂ’により照射される読取対象物Ｗは、出射光Ｌａ’と出射光Ｌｂ’とが重なる範囲α３が最も明るくなるが、図３(A) における範囲α１や図３(B) における範囲α２の明るさに比べて弱くなる（α３＜α２＜α１）。そして、このような出射光の重なりのないその両側β３に向かってさらに暗くなる。このような扇状レンズ５１’の位置設定では、出射光Ｌａ’，Ｌｂ’による照射によって全体的に暗くなるので、例えば、シリコンウェア等の平坦面状に全反射し得る範囲が拡がっている場合に、当該範囲に直接マーキングされたバーコード（ＱＲコード）等を読み取る場合の照射光に適している。
【００５７】
なお、以上説明した、図３(A) 、図３(B) および図３(C) に示す説明図においては、複数設けられているＬＥＤ３２のうち、２枚の扇状レンズ５１にそれぞれに対応した一つのＬＥＤ３２にのみ着目して、その照射光（直接光Ｌ、出射光Ｌａ，Ｌｂ等）の拡散等について表現している。そのため、図３の各図における範囲α１，β１，α２，β２，γ２，α３，β３は、ひとつの目安に過ぎない。したがって、本実施形態に係る光学情報読取装置１０を実際に構成した場合には、扇状レンズ５１の設定位置によって、各ＬＥＤ３２ごとに、図３(A) 〜図３(C) に示すような照射光の拡散現象が生じるため、明るさを示す範囲α１，β１等は、より複雑に構成され得ることに留意されたい。
【００５８】
このように本実施形態に係る光学情報読取装置１０によると、複数のＬＥＤ３２から照射されるそれぞれの直接光Ｌの光路上に位置し、入射した複数の直接光Ｌの出射方向を個別または所定の集まりごとに任意方向に変更可能な２枚の扇状レンズ５１と、複数のＬＥＤ３２と読取対象物Ｗとの間における扇状レンズ５１の位置を直接光Ｌの光路上において調節可能な位置調整機構４０と、を備える。これにより、位置調整機構４０によって扇状レンズ５１の位置を直接光Ｌの光路上で調節することで、当該光路上における扇状レンズ５１と複数のＬＥＤ３２との離隔距離を変更できるので、扇状レンズ５１に入射した複数の直接光Ｌの出射方向を当該任意方向に向けて個別または所定の集まりごとにほぼ連続的に変更することができる。このため、位置調整機構４０により扇状レンズ５１の位置を調節することで、扇状レンズ５１から出射される出射光Ｌａ，Ｌｂの出射方向を個別または所定の集まりごとに変更できる。したがって、出射光Ｌａ，Ｌｂを全反射し得る読取対象物Ｗであっても、全反射の生じない方向に出射光Ｌａ，Ｌｂの出射方向を設定することができるので、光学情報読取装置１０自体の位置を変更することなく全反射を回避でき、当該読取対象物Ｗを容易に読み取ることができる。
【００５９】
なお、本実施形態では、「複数の光源」として、拡径する円錐形状の光ビームを出射可能なＬＥＤ３２を用いたが、例えば、拡がりのないレーザビーム等を出射可能な光源（レーザ光源）を「複数の光源」として用いる場合には、扇状レンズ５１のレンズ面にその法線方向以外、つまりレンズ面に対して斜めに、当該レーザ光を入射させうる構成を採る。これにより、当該レーザ光源と扇状レンズ５１との離隔距離が変化することにより、扇状レンズ５１に入射するレーザ光の入射位置も変動し得ることから、扇状レンズ５１に入射した複数のレーザ光の出射方向を当該任意方向に向けて個別または所定の集まりごとにほぼ連続的に変更することが可能となり、上述と同様の作用・効果を得ることができる。
【００６０】
また、ＬＥＤ３２の個数ｎで３６０度を除した角度（３６０／ｎ）の扇状レンズをｎ枚用いてレンズ部を構成することで、「個別」に、扇状レンズに入射した複数の直接光Ｌの出射方向を任意方向に向けてほぼ連続的に変更することが可能となる。そして、この場合も上述と同様の作用・効果を得ることができる。
【００６１】
ここで、本実施形態に係る光学情報読取装置１０のリング照明部３０の変形例を、図４〜図８を参照して説明する。
【００６２】
まず、リング照明部３０の第１変形例としてリング照明部１３０の構成を図４(A) に基づいて説明する。なお、前述したリング照明部３０と実質的に同一の構成部分には同一符号を付し、説明を省略する。
【００６３】
前述したリング照明部３０では、（１８０／３６０）度の扇形に設定された扇状レンズ５１を２枚用いてレンズ部５０を構成した。そのため「所定の集まりごと」に、扇状レンズ５１に入射した複数の直接光Ｌの出射方向を当該任意方向に向けてほぼ連続的に変更したが、本第１変形例に係るリング照明部１３０では、図４(A) に示すように、（９０／３６０）度の扇形に設定された扇状レンズ１５１を４枚用いてレンズ部１５０を構成する。つまり、レンズ部１５０を周方向に４分割し、９０度に開いた扇子形状を成すように扇状レンズ１５１を構成する。そのため、４枚の扇状レンズ１５１に対して、それぞれ位置調整機構４０が設けられている。なお、４枚の扇状レンズ１５１を円環状に組み合わせてレンズ部１５０を構成することによって、その中央にはレンズ穴１５０ａが形成される。
【００６４】
このように構成することによって、本第１変形例に係るリング照明部１３０では、前述したリング照明部３０の扇状レンズ５１に比べ、当該「所定の集まりごと」を細分化することができる。これにより、リング照明部３０に比べて狭い範囲で、扇状レンズ１５１から出射される出射光Ｌａ，Ｌｂの出射方向を所定の集まりごとに変更できるので、出射光Ｌａ，Ｌｂを全反射し得る読取対象物Ｗであっても、全反射の生じない方向に出射光Ｌａ，Ｌｂの出射方向を細かい範囲で設定することができる。したがって、当該設定の自由度を高めることができるので、光学情報読取装置１０自体の位置を変更することなく全反射を回避でき、当該読取対象物Ｗを一層容易に読み取ることができる。
【００６５】
次に、リング照明部３０の第２変形例としてリング照明部２３０の構成を図４(B) に基づいて説明する。なお、前述したリング照明部３０と実質的に同一の構成部分には同一符号を付し、説明を省略する。
【００６６】
これまで説明したリング照明部３０（図２）やリング照明部１３０（図４(A) ）では、「所定の集まりの一つ」として、円環状に配置されるレンズ部５０、１５０（光学部材）を周方向に分割して扇状レンズ５１、１５１を形成した。これに対し本第２変形例に係るリング照明部２３０では、図４(B) に示すように、レンズ部２５０（光学部材）を径方向に２分割して同心円環形の小径の円環状レンズ２５１および大径の円環状レンズ２５２を備える。円環状レンズ２５１の中央にはレンズ穴２５０ａが形成されている。
【００６７】
円環状レンズ２５１の外周には、当該円環状レンズ２５１の外径よりも僅かに大径に設定された外径の円筒体（外筒体）が設けられており、この外筒体の外周壁には雄ねじ溝が形成されている。一方、円環状レンズ２５２の内周には、当該円環状レンズ２５２の内径よりも僅かに小径に設定された内径の円筒体（内筒体）が設けられており、この内筒体の内周壁には、円環状レンズ２５１の円筒体の雄ねじ溝に螺合可能な雌ねじ溝が形成されている。また、この円環状レンズ２５２の外周には、当該円環状レンズ２５２の外径よりも僅かに大径に設定された外径の円筒体（外筒体）が設けられており、この外筒体の外周壁には雄ねじ溝が形成されている。そして、ハウジング３１の内周壁には、この円環状レンズ２５２の外筒体に形成される雄ねじ溝に螺合可能な雌ねじ溝が形成されている。
【００６８】
このように、円環状レンズ２５１の外筒体に雄ねじ溝、円環状レンズ２５２の内筒体に雌ねじ溝、また円環状レンズ２５２の外筒体に雄ねじ溝、ハウジング３１の内周壁に雌ねじ溝、からなる「位置調整機構」をそれぞれ形成することによって、ハウジング３１に円環状レンズ２５２を螺合させ、この円環状レンズ２５２に円環状レンズ２５１を螺合させることができる。これにより、ハウジング３１に対して円環状レンズ２５２を軸方向に移動させることが可能になり、さらに円環状レンズ２５２に対して円環状レンズ２５１を軸方向に移動させることが可能になるため、円環状レンズ２５１もハウジング３１に対して軸方向移動を可能になる。このようにリング照明部２３０では、円環状レンズ２５１の外筒体、円環状レンズ２５２の内筒体および外筒体、そしてハウジング３１の内壁に形成されれている雄ねじ溝や雌ねじ溝が、「位置調整機構」として機能するので、前述したようなローラ４１等から構成される位置調整機構４０は設けられていない。
【００６９】
また、リング照明部２３０では、それぞれの円環状レンズ２５１、２５２の形状に対応して、複数のＬＥＤ２３２ａ、２３２ｂを配置する必要があるため、例えば、大径の円環状レンズ２５１に対応した円環形状のプリント基板２３３ａと、小径の円環状レンズ２５２に対応した円環形状のプリント基板２３３ｂと、をハウジング３１内に設け、それぞれに、ＬＥＤ２３２ａ、２３２ｂを周方向ほぼ等間隔に設けている。なお、本第２変形例のリング照明部２３０の場合、分割された円環状レンズ２５１、２５２は、環状を成しているので、扇状レンズ５１、１５１のように隙間部分Ｇが形成されることはない。そのため、プリント基板２３３ａに取り付けられる複数のＬＥＤ２３２ａや、プリント基板２３３ｂに取り付けられる複数のＬＥＤ２３２ｂは、それぞれほぼ等間隔に配置されている。
【００７０】
このように構成することによって、本第２変形例に係るリング照明部２３０では、円環状に配置されたレンズ部２５０の一部である円環状レンズ２５１、２５２を、円環状レンズ２５１，２５２の外筒体や内筒体に形成されるねじ溝からなる「位置調整機構」により移動させ、当該円環状レンズ２５１，２５２の位置を調節することで、当該円環状レンズ２５１，２５２から出射される照明光Ｌａ，Ｌｂの出射方向を所定の集まりごとに変更できる。このため、当該円環状レンズ２５１，２５２から出射された照明光Ｌａ，Ｌｂを全反射し得る読取対象物Ｗであっても、全反射の生じない方向に照明光Ｌａ，Ｌｂの出射方向を設定することができるので、光学読取装置１０自体の位置を変更することなく全反射を回避できる。したがって、照明光Ｌａ，Ｌｂを全反射し得る読取対象物Ｗでも当該光学読取装置１０のセット位置を変更することなく容易に読み取ることができる。
【００７１】
なお、図５(A) に示すように、円環状レンズ２５１に対応して設けられる複数のＬＥＤ２３２ａ（以下「グループＸのＬＥＤ群」という）と、円環状レンズ２５２に対応して設けられる複数のＬＥＤ２３２ｂ（以下「グループＹのＬＥＤ群」という）と、の点灯／消灯制御を個別に行い得るように、本体部２０のＬＥＤ駆動部２８を構成しても良い。
【００７２】
即ち、図５(A) に示すように、ＬＥＤ駆動部２８は、ＣＰＵ２５から出力される輝度制御信号を増幅し得る電流増幅部ＡＭＰと、この電流増幅部ＡＭＰの出力をベースで受けるとともに＋電源Ｖccとコレクタとの間にグループＸのＬＥＤ群を接続しアースとエミッタとの間に電流制御抵抗Ｒを接続する駆動トランジスタＴｒと、により構成されるグループＸ駆動部、および、このグループＸ駆動部と同様に構成されグループＹのＬＥＤ群を駆動可能なグループＹ駆動部、からなる。なお、電流増幅部ＡＭＰは、外部から入力されるオンオフ信号によって出力制御され得るように構成されており、グループＸ駆動部の電流増幅部ＡＭＰにはＣＰＵ２５から出力されるオンオフ信号Ｘが、グループＹ駆動部の電流増幅部ＡＭＰにはＣＰＵ２５から出力されるオンオフ信号Ｙが、それぞれ接続されている。
【００７３】
このようにＬＥＤ駆動部２８を構成することにより、例えば、ＣＰＵ２５から出力される輝度制御信号の信号レベルをアナログ的に増減させることにより、グループＸやグループＹのＬＥＤ群を構成するＬＥＤ２３２ａ、２３２ｂの輝度（発光強度）を任意に制御することが可能となる。つまり「発光状態」として輝度（発光強度）を任意に制御できる。
【００７４】
また、図５(B) に示すタイミングで、オンオフ信号Ｘ，ＹをＣＰＵ２５からＬＥＤ駆動部２８に出力する。これにより、ＣＰＵ２５からは、ほぼ同一のタイミングでオン信号およびオフ信号が出力されているので、円環状レンズ２５１に対応したグループＸのＬＥＤ群（ＬＥＤ２３２ａ）と円環状レンズ２５２に対応したグループＹのＬＥＤ群（ＬＥＤ２３２ｂ）とをほぼ同時に点灯させたり消灯させたりすることができる。
【００７５】
さらに、例えば、図５(C) に示すタイミングで、オンオフ信号Ｘ，ＹをＣＰＵ２５からＬＥＤ駆動部２８に出力する。これにより、ＣＰＵ２５からは、オンオフ信号Ｘのオン信号およびオフ信号と、オンオフ信号Ｙのオン信号およびオフ信号と、が交互に相反したタイミングで出力されているので、円環状レンズ２５１に対応したグループＸのＬＥＤ群（ＬＥＤ２３２ａ）が点灯している時には、円環状レンズ２５２に対応したグループＹのＬＥＤ群（ＬＥＤ２３２ｂ）が消灯し、グループＸのＬＥＤ群（ＬＥＤ２３２ａ）が消灯している時には、円環状レンズ２５２に対応したグループＹのＬＥＤ群（ＬＥＤ２３２ｂ）が点灯する。つまり、「発光状態」として、グループＸとグループＹとを交互に点滅させることができる。
【００７６】
なお、「発光状態」の他の例として、ＬＥＤ２３２ａ、２３２ｂの発光色を、単色ではなく、例えば、赤色、青色および緑色からなる光の三原色に設定し、さらにこれらの発光色をもＣＰＵ２５から制御可能に構成する。これにより、読取対象物Ｗに適して発光色を選択可能にすることができるので、前述したリング照明部３０、１３０、２３０等とこの機能を有する本体部とを組み合わせることで、照明光Ｌａ，Ｌｂを全反射し得る読取対象物Ｗでも当該光学読取装置１０のセット位置を変更することなくさらに一層容易に読み取ることができる。
【００７７】
続いて、リング照明部３０の第３変形例としてリング照明部３３０の構成を図６に基づいて説明する。なお、図６(B) に図示されている半断面図は、図６(A) に示す６Ｂ線断面によるものであるが、同図右側は、扇状レンズ５１と複数のＬＥＤ３２との離隔距離が最も小さい位置に設定されている場合を示し、同図左側は、扇状レンズ５１と複数のＬＥＤ３２との離隔距離が最も大きい位置に設定されている場合を示す。また、前述したリング照明部３０と実質的に同一の構成部分には同一符号を付し、説明を省略する。
【００７８】
図６(A) および図６(B) に示すように、本第３変形例に係るリング照明部３３０は、前述したリング照明部３０を構成する扇状レンズ５１のそれぞれに、その周囲を覆う遮光カバー３６１（導光部材）を設けた例である。即ち、扇状レンズ５１の裏側（ＬＥＤ３２からの直接光Ｌが入射する側）に、扇状レンズ５１の扇形状よりも一回り小さい扇形状を横断面形状として形成される、断面扇形状の筒体を遮光カバー３６１として形成する。またこの遮光カバー３６１は、図６(B) に示すように、その長さがハウジング３１内に収容可能な程度に設定されている。
【００７９】
このように構成される遮光カバー３６１を扇状レンズ５１の裏側に取り付けることで、複数のＬＥＤ３２から発せられた直接光Ｌを効率良く扇状レンズ５１に入射させられるので、当該複数のＬＥＤ３２による発光を必要最小限に抑えることが可能となる。したがって、光学読取装置１０による消費電力を低減しながらも、出射光Ｌａ，Ｌｂを全反射し得る読取対象物Ｗを容易に読み取ることができる。
【００８０】
なお、「導光部材」としては、このような遮光カバー３６１のように扇状レンズ５１の周囲を覆うものの他に、例えば、光ファイバーのように光学的にＬＥＤ３２からの直接光Ｌを導く光ケーブルや導光部材であっても良い。これらの場合にも、複数のＬＥＤ３２による発光を必要最小限に抑えることが可能となるので、上述と同様の作用・効果を得ることが可能となる。
【００８１】
さらに続いて、リング照明部３０の第４変形例としてリング照明部４３０の構成を図７に基づいて説明する。なお、前述したリング照明部３０と実質的に同一の構成部分には同一符号を付し、説明を省略する。
【００８２】
図７(A) および図７(B) に示すように、本第４変形例に係るリング照明部４３０は、前述したリング照明部３０を構成する扇状レンズ５１の裏側（ＬＥＤ３２からの直接光Ｌが入射する側）に拡散板４７０を設けた例である。この拡散板４７０は、入射した光を意図的に拡散させて、出射光Ｌａ，Ｌｂをボカし気味にするもので、拡散フィルターと称される場合もある。
【００８３】
本第４変形例では、このような拡散板４７０を扇状レンズ５１の裏側全面に設ける（貼付する）ことにより、扇状レンズ５１による光の拡散だけでなく、さらに拡散板４７０による拡散も期待し得る構成を採る。これにより、複数のＬＥＤ３２から発せられた直接光Ｌは、拡散板４７０付きの扇状レンズ５１に入射することで、より確実に拡散されるので、照明光Ｌａ，Ｌｂを全反射し得る読取対象物Ｗでも当該光学読取装置１０のセット位置を変更することなく、より確実に容易に読み取ることが可能となる。
【００８４】
なお、図８に示すように、リング照明部５３０（リング照明部３０の第５変形例）のように、このような拡散板４７０を扇状レンズ５１の裏側全面に設けるのではなく、一部分に設けても良い。即ち、リング照明部３０の第５変形例に係るリング照明部５３０では、４５度に開いた扇子形状を成すように拡散板５７０を形成し、それを扇状レンズ５１の裏側に周方向４５度間隔に設ける（貼付する）。これにより、当該拡散板５７０が存在する範囲と、当該拡散板５７０が存在しない範囲と、が４５度間隔に交互に形成されるため、拡散板４７０を全面に設けたリング照明部４３０に比べて拡散の度合を調整できる。
【００８５】
なお、このような拡散板５７０を、扇状レンズ５１とは別に設けられる透明の薄板状円環板に周方向４５度間隔に貼付して、当該円環板を周方向に回転可能に扇状レンズ５１に取り付ける構成を採ることで、拡散板５７０の存在位置を周方向に設定できるので、より一層拡散の度合を調整することができる。
【００８６】
なお、以上説明した実施形態およびその各変形例では、いわゆるリング照明を前提に説明したが、本発明の適用範囲はこれに限られることはなく、読取対象物に照射し得る照明光を発光可能な複数の光源であれば、光源の集合形態は、円形、楕円形、矩形、多角形等のいずれであっても良い。当該複数の光源と受光素子（受光部２７）との位置関係は、読取対象物に反射した反射光が結像光学系（結像レンズ２４）を介して入射する位置にあれば、必ずしも上述した実施形態のような位置関係になくても良い。これらの場合も、上述と同様の作用・効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】本発明の光学読取装置の一実施形態に係る光学情報読取装置の構成例を示す説明図で、図１(A) は本体部の電気的構成例およびリング照明部の機械的構成例を示したもの、図１(B) は図１(A) に示す１Ｂ方向から矢視によるリング照明部の機械的構成例を示したもの、図１(C) は図１(A) に示す位置調整機構の組付構成例を示したものである。
【図２】本実施形態に係る光学情報読取装置のリング照明部の構成を示す説明図で、図２(A) は照明光の出射側から見た構成図で、図２(B) は図２(A) に示す２Ｂ線断面図である。
【図３】本実施形態に係る光学情報読取装置のリング照明部を構成する２枚の扇状レンズの位置関係により、読取対象物を照射する照明光の照射範囲および強度が変化する例を示す説明図で、図３(A) は両方の扇状レンズと複数のＬＥＤとの離隔距離が最も小さい位置に設定されている場合、図３(B) は一方の扇状レンズだけが複数のＬＥＤとの離隔距離が大きくなる位置に設定されている場合、図３(C) は両方の扇状レンズと複数のＬＥＤとの離隔距離が最も大きい位置に設定されている場合、である。
【図４】本実施形態に係る光学情報読取装置を構成するリング照明部の変形例を示す説明図で、図４(A) はレンズ部を周方向に４分割（径方向分割なし）した第１変形例の構成を示すもの、図４(B) はレンズ部を径方向に２分割（周方向分割なし）した第２変形例の構成を示すものである。
【図５】図５(A) は、本実施形態に係る光学情報読取装置を構成する本体部のＬＥＤ駆動部およびその周辺回路との接続関係を示す回路図で、図５(B) および図５(C) は、ＣＰＵから出力される各オンオフ信号のタイミングチャートである。
【図６】本実施形態に係る光学情報読取装置を構成するリング照明部の第３変形例を示す説明図で、図６(A) は照明光の出射側から見た構成図で、図６(B) は図６(A) に示す６Ｂ線断面図である。
【図７】本実施形態に係る光学情報読取装置を構成するリング照明部の第４変形例を示す説明図で、図７(A) は照明光の出射側から見た構成図で、図７(B) は図７(A) に示す７Ｂ線断面図である。
【図８】本実施形態に係る光学情報読取装置を構成するリング照明部の第５変形例を示す説明図で、図８(A) は照明光の出射側から見た構成図で、図８(B) は図８(A) に示す８Ｂ線断面図である。
【符号の説明】
【００８８】
１０…光学情報読取装置（光学読取装置）
２０…本体部
２１…ハウジング
２２…鏡筒
２３…アタッチメント部
２３ａ…雄ねじ部
２４…結像レンズ（結像光学系）
２７…受光部（受光素子）
２７ａ…受光面
２８…ＬＥＤ駆動部
３０、１３０、２３０、３３０、４３０、５３０…リング照明部
３１…ハウジング
３１ｄ…雌ねじ部
３１ｅ…貫通穴
３１ｆ…長孔
３２…ＬＥＤ（光源）
４０…位置調整機構
５０…レンズ部（光学部材）
５０ａ、１５０ａ、２５０ａ…レンズ穴（空間部）
５１、１５１…扇状レンズ
５２…支柱
２５１、２５２…円環状レンズ
３６１…遮光カバー（導光部材）
Ｌ…直接光（照明光）
Ｌａ、Ｌｂ…出射光（照明光）
Ｌｒ…反射光
Ｗ…読取対象物
【特許請求の範囲】
【請求項１】
読取対象物に照射し得る照明光を発光可能な複数の光源と、これら複数の光源から前記読取対象物に照射されて反射した反射光を受光可能な受光素子と、この反射光による前記読取対象物の像を前記受光素子の受光面に結像可能な結像光学系と、を備えた光学読取装置であって、
前記複数の光源から照射されるそれぞれの照明光の光路上に位置し、入射した前記複数の照明光の出射方向を個別または所定の集まりごとに任意方向に変更可能な光学部材と、
前記複数の光源と前記読取対象物との間における前記光学部材の位置を前記照明光の光路上において調節可能な位置調整機構と、
を備えることを特徴とする光学読取装置。
【請求項２】
前記光学部材は、入射した前記照明光の出射側から見て環状に配置されていることを特徴とする請求項１記載の光学読取装置。
【請求項３】
前記反射光は、前記環状に配置された光学部材によって囲まれる空間部を介して前記受光素子に達することを特徴とする請求項２記載の光学読取装置。
【請求項４】
前記光学部材が配置される前記環状は円形であり、前記複数の照明光の出射方向を所定の集まりごとに任意方向に変更可能な場合には、当該所定の集まりの一つは、この円形を周方向に分割した複数の扇形の一に相当し、
前記環状の円形に対応して配置される前記複数の光源は、前記複数の扇形に対応して位置していることを特徴とする請求項２または３記載の光学読取装置。
【請求項５】
前記光学部材が配置される前記環状は円形であり、前記複数の照明光の出射方向を所定の集まりごとに任意方向に変更可能な場合には、当該所定の集まりの一つは、この円形を径方向に分割した複数の同心円環形の一に相当し、
前記環状の円形に対応して配置される前記複数の光源は、前記複数の同心円環形に対応して位置していることを特徴とする請求項２または３記載の光学読取装置。
【請求項６】
前記複数の照明光の所定の集まりごとに、前記光源の発光状態を制御可能な照明制御部を備えることを特徴とする請求項４または５記載の光学読取装置。
【請求項７】
前記環状の円形に対応して配置される前記複数の光源は、前記受光素子および前記結像光学系に対して、前記光学部材とともに移動可能であることを特徴とする請求項４〜６のいずれか一項に記載の光学読取装置。
【請求項８】
前記複数の光源と前記光学部材との間には、前記複数の光源から発せられた照明光を前記光学部材に入射可能に導く導光部材が設けられていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の光学読取装置。
【請求項９】
前記光学部材は、レンズ、プリズムまたは拡散部材のうちの少なくとも１つ若しくはこれらの２以上の組み合わせであることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の光学読取装置。
【請求項１】
読取対象物に照射し得る照明光を発光可能な複数の光源と、これら複数の光源から前記読取対象物に照射されて反射した反射光を受光可能な受光素子と、この反射光による前記読取対象物の像を前記受光素子の受光面に結像可能な結像光学系と、を備えた光学読取装置であって、
前記複数の光源から照射されるそれぞれの照明光の光路上に位置し、入射した前記複数の照明光の出射方向を個別または所定の集まりごとに任意方向に変更可能な光学部材と、
前記複数の光源と前記読取対象物との間における前記光学部材の位置を前記照明光の光路上において調節可能な位置調整機構と、
を備えることを特徴とする光学読取装置。
【請求項２】
前記光学部材は、入射した前記照明光の出射側から見て環状に配置されていることを特徴とする請求項１記載の光学読取装置。
【請求項３】
前記反射光は、前記環状に配置された光学部材によって囲まれる空間部を介して前記受光素子に達することを特徴とする請求項２記載の光学読取装置。
【請求項４】
前記光学部材が配置される前記環状は円形であり、前記複数の照明光の出射方向を所定の集まりごとに任意方向に変更可能な場合には、当該所定の集まりの一つは、この円形を周方向に分割した複数の扇形の一に相当し、
前記環状の円形に対応して配置される前記複数の光源は、前記複数の扇形に対応して位置していることを特徴とする請求項２または３記載の光学読取装置。
【請求項５】
前記光学部材が配置される前記環状は円形であり、前記複数の照明光の出射方向を所定の集まりごとに任意方向に変更可能な場合には、当該所定の集まりの一つは、この円形を径方向に分割した複数の同心円環形の一に相当し、
前記環状の円形に対応して配置される前記複数の光源は、前記複数の同心円環形に対応して位置していることを特徴とする請求項２または３記載の光学読取装置。
【請求項６】
前記複数の照明光の所定の集まりごとに、前記光源の発光状態を制御可能な照明制御部を備えることを特徴とする請求項４または５記載の光学読取装置。
【請求項７】
前記環状の円形に対応して配置される前記複数の光源は、前記受光素子および前記結像光学系に対して、前記光学部材とともに移動可能であることを特徴とする請求項４〜６のいずれか一項に記載の光学読取装置。
【請求項８】
前記複数の光源と前記光学部材との間には、前記複数の光源から発せられた照明光を前記光学部材に入射可能に導く導光部材が設けられていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の光学読取装置。
【請求項９】
前記光学部材は、レンズ、プリズムまたは拡散部材のうちの少なくとも１つ若しくはこれらの２以上の組み合わせであることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の光学読取装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００７−５７２９６（Ｐ２００７−５７２９６Ａ）
【公開日】平成１９年３月８日（２００７．３．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２４０８８０（Ｐ２００５−２４０８８０）
【出願日】平成１７年８月２３日（２００５．８．２３）
【出願人】（５０１４２８５４５）株式会社デンソーウェーブ (1,155)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年３月８日（２００７．３．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年８月２３日（２００５．８．２３）
【出願人】（５０１４２８５４５）株式会社デンソーウェーブ (1,155)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]