ＬＥＤを使った外部照明ユニット
【課題】ＬＥＤの実装密度を高めることのできる外部照明ユニットを提供する。
【解決手段】リング型の外部照明ユニット4は、円筒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の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79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。ＬＥＤ基板77は、複数の領域に区分され、各エリア毎に照明用ＬＥＤ80の点灯が制御される。この点灯制御にはＬＥＤ80の発光量の制御を含んでもよい。
【解決手段】リング型の外部照明ユニット4は、円筒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の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79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。ＬＥＤ基板77は、複数の領域に区分され、各エリア毎に照明用ＬＥＤ80の点灯が制御される。この点灯制御にはＬＥＤ80の発光量の制御を含んでもよい。
【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や光学顕微鏡に付加的に設置される外部照明ユニットに関し、光源として複数のＬＥＤを使った外部照明ユニットに関する。
【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】
特許文献１はバーコードリーダを開示している。特許文献１に開示のバーコードリーダは、略直方体形状のアウターケースを備え、このアウターケースの中に、２つのポインタ用ＬＥＤ、各種基板、レンズ組立体、照明用ＬＥＤが収容され、照明用ＬＥＤの光を光学情報に照射しながら光学情報の撮像が実行される。このバーコードリーダに内蔵された照明用ＬＥＤの光量では不足する場合には、外部照明ユニットをバーコードリーダに付設して、この外部照明ユニットを使って光学情報の照明が行われる。
【０００５】
特許文献２〜４は、光学顕微鏡に付設される外部照明ユニットを開示している。特許文献２〜４の外部照明ユニットはリング状の形状を有し、その内部にリング状に配列したＬＥＤが径方向に複数列配設されている。このリング状照明ユニットの中心開口には光学顕微鏡の鏡筒が挿入され、この鏡筒にリング状の照明ユニットが設置される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−３３４６５号公報
【特許文献２】特開２００５−３３１６２３号公報
【特許文献３】特開２００８−１３９７０８号公報
【特許文献４】特開２０１０−６０４１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
外部照明ユニットに内蔵される複数のＬＥＤは、これを駆動するための回路と共に基板に実装される。特許文献２〜４に開示のリング状の基板は、その一方の面の全域に複数のＬＥＤが均等に搭載され、他方の面に、ＬＥＤ駆動回路を構成する電子部品が実装されている。
【０００８】
外部照明ユニットは、コンパクトな外形でありながら高い照度の照明であることが望まれる。これを実現するには、ＬＥＤの実装密度を高めればよい。しかし、コンパクト性を確保するために制限した大きさの基板を採用してＬＥＤの実装密度を高めた場合には、ＬＥＤを駆動するために必要な電子部品を基板に実装するのが事実上困難になる。
【０００９】
本発明の目的は、ＬＥＤの実装密度を高めることのできる外部照明ユニットを提供することにある。
【００１０】
本発明の更なる目的は、点灯パターンに自在性を備えた外部照明ユニットを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の技術的課題は、本発明によれば、
外形形状がリング状の外部照明ユニットであって、
該外部照明ユニットの断面リング状のアウターケースに収容されたリング状の第１の基板と、
前記アウターケースに前記第１の基板と積層される第２の基板とを有し、
前記第１の基板には、その片面の全域に複数の照明用ＬＥＤが実装され、
前記第２の基板には、前記第１の基板の照明用ＬＥＤを駆動するための駆動回路が形成されていることを特徴とする外部照明ユニットを提供することにより達成される。
【００１２】
本発明の外部照明ユニットは、第１の基板にＬＥＤを実装し、このＬＥＤを駆動するための回路は、ＬＥＤ基板とは別の第２の基板に実装されるため、第１の基板に駆動回路を設けたときのように駆動回路の実装の困難性を回避して第１の基板の片面全域にＬＥＤを実装し且つその実装密度を高めることができる。
【００１３】
回路基板を構成する第２の基板には、好ましくは、ＬＥＤ基板(第１基板)の複数の照明用ＬＥＤの点灯を制御するための制御手段とメモリが実装される。
【００１４】
本発明の好ましい実施例では、本発明の外部照明ユニットが光学情報読取装置に用いられ、外部照明ユニットに含まれる複数の照明用ＬＥＤの一部に限定して点灯する点灯パターンで照明用ＬＥＤが制御される。最も好ましくは、第１の基板の全域を複数のエリアに区分し、該複数のエリアを単位とした点灯パターンで照明用ＬＥＤの点灯制御が実行される。この点灯制御に、照明用ＬＥＤの発光量の制御を加えてもよい。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】
【００１５】
【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】バーコードリーダ・システムの設定のフローを説明するための工程図である。
【図３８】パーソナルコンピュータを使って点灯パターンを設定するための設定画面の一例であり、外部照明ユニット無しの場合の設定画面の表示態様を示す図である。この図３８では、バーコードリーダに内蔵した内部照明ユニットに含まれる複数のＬＥＤの全てを点灯する点灯パターンが選択されている。
【図３９】図３８と同様に、パーソナルコンピュータを使って点灯パターンを設定するための設定画面の一例であり、外部照明ユニット無しの場合の設定画面の表示態様を示す図である。この図３９では、バーコードリーダに内蔵した内部照明ユニットに含まれる複数のＬＥＤのうち、外周側に位置する２つの互いに対向するエリアを点灯する点灯パターンが選択されている。
【図４０】パーソナルコンピュータを使って点灯パターンを設定するための設定画面の一例であり、小径の外部照明ユニットをバーコードリーダに接続した場合の設定画面の表示態様を示す図である。この図４０では、小径の外部照明ユニットに含まれる複数のＬＥＤの全てを点灯する点灯パターンが選択されている。
【図４１】パーソナルコンピュータを使って点灯パターンを設定するための設定画面の一例であり、大径の外部照明ユニットをバーコードリーダに接続した場合の設定画面の表示態様を示す図である。この図４１では、大径の外部照明ユニットに含まれる複数のＬＥＤの全てを点灯する点灯パターンが選択されている。
【発明を実施するための形態】
【実施例】
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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又は刻印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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
（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。
【００２４】
（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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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）。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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）。
【００３５】
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）。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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）。
【００３９】
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取り外す作業を容易するために、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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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）。
【００４４】
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）。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
このように、円筒状フロントケース７５の後端の断面円形の形状を変えることなく、フロントケース７５の後端開口に挿入する形式のリヤケース７６を採用した上で図２４、図２５のシール構造を採用することでＬＥＤ基板７７の最大限の基板面積を確保しつつ耐油防水機能を備えた外部照明ユニット４を製造することができる。換言すると、フロントケース７５や、このフロントケース７５に収容したＬＥＤ基板７７の周囲の形状が円形以外の異形の形状であると、これによって外形輪郭が円形のＬＥＤ基板７７の直径を小さく設定せざるを得なくなってしまう。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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)に記憶されている。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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
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。
【００７８】
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。
【００７９】
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。
【００８０】
バーコードリーダ・システムの設定(図３７)：
図３７は、パーソナルコンピュータ３を用いて行うバーコードリーダ・システム１の設定に関する一連の手順を説明するためのフローである。図３７を参照して、先ずパーソナルコンピュータ（ＰＣ）３とバーコードリーダ２との接続設定が行われる（Ｓ１）。この際、仮のＩＰアドレスを割り当てて行うことで簡便に接続設定することができる。バーコードリーダ２に専用の外部照明ユニット４を接続したときには、外部照明ユニット４のメモリＭ(図１)に記憶されている当該外部照明ユニット４の機種情報の読み込みが行われ、これによりバーコードリーダ２のメモリＭ(図１)に予め登録されている機種情報に基づいて当該外部照明ユニット４の接続設定が自動的に実行される。
【００８１】
次に、バーコードリーダ２に内蔵されている一対のポインタ用ＬＥＤ４０を点灯してワークをバーコードリーダ２の視野範囲の中に設置する（Ｓ２）。そして、ＰＣ３のディスプレイでワークを位置決めする（Ｓ３）。
【００８２】
次いで、ＰＣ３を使って各種の設定を行う（Ｓ４）。この設定は、主にワークの光学情報（バーコードやＱＲコード）が見え易くなるように行うものである。内部照明ユニット５で点灯するエリアの設定、外部照明ユニット４を用いるときにはこの外部照明ユニット４で点灯するエリアの数やどのエリアを点灯する点灯エリアパターンの設定などを含む。
【００８３】
この設定が終わったら設定の微調整であるチューニング設定が行われる（Ｓ５）。チューニングには、明るさ優先又は処理速度の優先の選択やチューニング方法の設定などを含み、実際に設定の微調整を実施し（Ｓ６）、チューニングが成功したら読み取りテストが行われる（Ｓ７）。この読み取りテストでワークの光学情報の解読が安定的に行われることが確認できたら設定作業を完了する（Ｓ８）。
【００８４】
内部照明ユニット５及び外部照明ユニット４の点灯エリア設定(図３８〜図４１)：
内部照明ユニット５及び外部照明ユニット４の点灯に関する設定は、上述したステップＳ４で行われる。パーソナルコンピュータ（ＰＣ）３のディスプレイには、点灯エリア設定プログラムには、予め用意されている図３８〜図４１の照明設定画面が表示される。図３８の照明設定画面では、ＰＣ３に接続したマウスを使って次の設定が可能である。照明設定画面は、図３８を参照して、照明ユニットを模式的に図示したリング状の画像を含み、この画面で設定項目を選択したときには、この点灯パターンが直感的に把握できるようにリング状の画像が変化する。
【００８５】
図３８の照明設定画面で設定可能な事項は次の通りである。
（１）内部照明ユニット５による照明と外部照明ユニット４による照明を択一的に選択することができる。専用の外部照明ユニット４がバーコードリーダ２に接続されていないときには、図３８の設定画面から分かるように、「外部照明の使用」の項目がグレー表示され、この項目の選択はできない。
（２）内部照明ユニット５の点灯エリアとして、「内内周」パターンと「中内周」パターンを選択することができる（図３８）。「内内周」と「中内周」の選択は択一的であってもよいし、「内内周」と「中内周」との２つのパターンを選択することができる。「内内周」とは、図３２の内周第１〜内周第４エリアAEin１〜AEin４が点灯するパターンを意味している。「中内周」だけを選択したときには、図３２の外周第２エリアAEout２と外周第４エリアAEout４が点灯するパターンを意味している。「内内周」と「中内周」の双方を選択したときには、全てのエリアが点灯するパターンを意味している。
【００８６】
ちなみに、図３８を見ると、「内内周」「中内周」の双方にチェックマークが表示されていることから、ユーザが「内内周」「中内周」の双方点灯パターンを選択した状態にあり、リング状の画像は、全ての領域が赤色で表示される。他方、図３９を見ると、「中内周」にチェックマークが表示されていることからユーザが「中内周」パターンを選択した状態にあり、リング状の画像は、外周第２エリアAEout２と外周第４エリアAEout４だけが赤色で表示され、他のエリアは非選択を意味するグレー表示される。
【００８７】
（３）外部照明ユニット４の選択項目は、小径の外部照明ユニット４Ａ(図３４)が接続されているときには、図４０の設定画面が表示される。他方、大径の外部照明ユニット４Ｂ(図３３)が接続されているときには、図４１の設定画面が表示される。図４０(小径ユニット４Ａの設定画面)と図４１(大径ユニット４Ｂの設定画面)を対比すると、小径の外部照明ユニット４Ａの設定画面（図４０）では、「内円周」「中円周」「外円周」の３つが選択可能であり、「最外円周」はグレー表示されて選択不能な状態にある。小径の外部照明ユニット４Ａでは、「内円周」「中円周」「外円周」から少なくとも１つのパターンを選択することができる。これに対して、大径の外部照明ユニット４Ｂの設定画面（図４１）では、「内円周」「中円周」「外円周」「最外円周」の４つが選択可能である。大径の外部照明ユニット４Ｂでは、「内円周」「中円周」「外円周」「最外円周」から少なくとも１つのパターンを選択することができる。
【００８８】
「内円周」パターンを選択したときには、図３３、図３４で説明した最内周の第１〜第８の８つエリアＡＥin１〜ＡＥin８の全てが点灯される。「中円周」パターンを選択したときには、小径ユニット４ＡではＡＥmid１〜ＡＥmid８の８つのエリアの全てが点灯され(図３４)、大径ユニット４Ｂでは、ＡＥmid９〜ＡＥmid１８の８つのエリアの全てが点灯される(図３３)。「外円周」パターンを選択したときには、小径ユニット４ＡではＡＥout１〜ＡＥout８の８つのエリアの全てが点灯され(図３４)、大径ユニット４Ｂでは、ＡＥmid１〜ＡＥmid８の８つのエリアの全てが点灯される(図３３)。大径ユニット４Ｂにおいて、「最外円周」を選択したときには、最外周の列のＡＥout１〜Ａout８の８つのエリアの全てが点灯される（図３３）。
【００８９】
図４０の設定画面は、小径の外部照明ユニット４Ａの全てのエリアを点灯させる選択が行われた状態にある。また、図４１の設定画面は、大径の外部照明ユニット４Ｂの全てのエリアを点灯させる選択が行われた状態にある。
【００９０】
図３８〜図４１の設定画面に設けられた「閉じる」を選択すると点灯パターンの設定が終了し、この点灯パターンの設定情報はバーコードリーダ２に転送され、また、外部照明ユニット４に転送される。そして、バーコードリーダ２及び外部照明ユニット４のメモリＭ（図１）に保存される。
【００９１】
外部照明ユニット４は、バーコードリーダ２から点灯指令の信号を受け取ると、外部照明ユニット４のメモリＭに保存されている点灯パターンの設定情報に基づいて外部照明ユニット４の照明用ＬＥＤ８０の点灯を制御する。この制御は、外部照明ユニット４のＣＰＵによって実行される。
【００９２】
図３８〜図４１の設定画面は一例に過ぎないのは言うまでもない。図３３(大径照明ユニット４Ｂ)、図３４(小径照明ユニット４Ａ)を参照して前述したように、区分したエリア毎に点灯、非点灯を設定できるように設定画面の表示態様を設計することもできる。また、この設定画面をユーザが任意に改変できるようにしてもよい。
【００９３】
また、ユーザが幾つかの点灯パターンを予め登録し、この登録した複数のパターンから設定できるようにしてもよい。また、ユーザが複数の点灯パターンを設定し、バーコードリーダ２からの信号に基づいて外部照明ユニット４の点灯パターンを切り替えるようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００９４】
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光学情報読取装置や光学顕微鏡の外部照明ユニットに適用される。
【符号の説明】
【００９５】
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 リング型外部照明ユニット
５ バーコードリーダに内蔵された内部照明ユニット
１０ バーコードリーダのメイン基板
１１ 電源基板
１３ CMOS基板（受光基板）
１４ バーコードリーダのLED基板
４０ ポインタ用ＬＥＤ
４３ 光学読取素子（撮像素子：ＣＭＯＳ）
７５ 外部照明ユニットのフロントケース
７６ 外部照明ユニットのリヤケース
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
７９ 外部照明ユニットのＬＥＤ基板と回路基板とを接続するスタックコネクタ
８０ 照明用ＬＥＤ
ＣＰＵ 制御手段
Ｍ メモリ
【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や光学顕微鏡に付加的に設置される外部照明ユニットに関し、光源として複数のＬＥＤを使った外部照明ユニットに関する。
【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】
特許文献１はバーコードリーダを開示している。特許文献１に開示のバーコードリーダは、略直方体形状のアウターケースを備え、このアウターケースの中に、２つのポインタ用ＬＥＤ、各種基板、レンズ組立体、照明用ＬＥＤが収容され、照明用ＬＥＤの光を光学情報に照射しながら光学情報の撮像が実行される。このバーコードリーダに内蔵された照明用ＬＥＤの光量では不足する場合には、外部照明ユニットをバーコードリーダに付設して、この外部照明ユニットを使って光学情報の照明が行われる。
【０００５】
特許文献２〜４は、光学顕微鏡に付設される外部照明ユニットを開示している。特許文献２〜４の外部照明ユニットはリング状の形状を有し、その内部にリング状に配列したＬＥＤが径方向に複数列配設されている。このリング状照明ユニットの中心開口には光学顕微鏡の鏡筒が挿入され、この鏡筒にリング状の照明ユニットが設置される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−３３４６５号公報
【特許文献２】特開２００５−３３１６２３号公報
【特許文献３】特開２００８−１３９７０８号公報
【特許文献４】特開２０１０−６０４１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
外部照明ユニットに内蔵される複数のＬＥＤは、これを駆動するための回路と共に基板に実装される。特許文献２〜４に開示のリング状の基板は、その一方の面の全域に複数のＬＥＤが均等に搭載され、他方の面に、ＬＥＤ駆動回路を構成する電子部品が実装されている。
【０００８】
外部照明ユニットは、コンパクトな外形でありながら高い照度の照明であることが望まれる。これを実現するには、ＬＥＤの実装密度を高めればよい。しかし、コンパクト性を確保するために制限した大きさの基板を採用してＬＥＤの実装密度を高めた場合には、ＬＥＤを駆動するために必要な電子部品を基板に実装するのが事実上困難になる。
【０００９】
本発明の目的は、ＬＥＤの実装密度を高めることのできる外部照明ユニットを提供することにある。
【００１０】
本発明の更なる目的は、点灯パターンに自在性を備えた外部照明ユニットを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の技術的課題は、本発明によれば、
外形形状がリング状の外部照明ユニットであって、
該外部照明ユニットの断面リング状のアウターケースに収容されたリング状の第１の基板と、
前記アウターケースに前記第１の基板と積層される第２の基板とを有し、
前記第１の基板には、その片面の全域に複数の照明用ＬＥＤが実装され、
前記第２の基板には、前記第１の基板の照明用ＬＥＤを駆動するための駆動回路が形成されていることを特徴とする外部照明ユニットを提供することにより達成される。
【００１２】
本発明の外部照明ユニットは、第１の基板にＬＥＤを実装し、このＬＥＤを駆動するための回路は、ＬＥＤ基板とは別の第２の基板に実装されるため、第１の基板に駆動回路を設けたときのように駆動回路の実装の困難性を回避して第１の基板の片面全域にＬＥＤを実装し且つその実装密度を高めることができる。
【００１３】
回路基板を構成する第２の基板には、好ましくは、ＬＥＤ基板(第１基板)の複数の照明用ＬＥＤの点灯を制御するための制御手段とメモリが実装される。
【００１４】
本発明の好ましい実施例では、本発明の外部照明ユニットが光学情報読取装置に用いられ、外部照明ユニットに含まれる複数の照明用ＬＥＤの一部に限定して点灯する点灯パターンで照明用ＬＥＤが制御される。最も好ましくは、第１の基板の全域を複数のエリアに区分し、該複数のエリアを単位とした点灯パターンで照明用ＬＥＤの点灯制御が実行される。この点灯制御に、照明用ＬＥＤの発光量の制御を加えてもよい。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】
【００１５】
【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】バーコードリーダ・システムの設定のフローを説明するための工程図である。
【図３８】パーソナルコンピュータを使って点灯パターンを設定するための設定画面の一例であり、外部照明ユニット無しの場合の設定画面の表示態様を示す図である。この図３８では、バーコードリーダに内蔵した内部照明ユニットに含まれる複数のＬＥＤの全てを点灯する点灯パターンが選択されている。
【図３９】図３８と同様に、パーソナルコンピュータを使って点灯パターンを設定するための設定画面の一例であり、外部照明ユニット無しの場合の設定画面の表示態様を示す図である。この図３９では、バーコードリーダに内蔵した内部照明ユニットに含まれる複数のＬＥＤのうち、外周側に位置する２つの互いに対向するエリアを点灯する点灯パターンが選択されている。
【図４０】パーソナルコンピュータを使って点灯パターンを設定するための設定画面の一例であり、小径の外部照明ユニットをバーコードリーダに接続した場合の設定画面の表示態様を示す図である。この図４０では、小径の外部照明ユニットに含まれる複数のＬＥＤの全てを点灯する点灯パターンが選択されている。
【図４１】パーソナルコンピュータを使って点灯パターンを設定するための設定画面の一例であり、大径の外部照明ユニットをバーコードリーダに接続した場合の設定画面の表示態様を示す図である。この図４１では、大径の外部照明ユニットに含まれる複数のＬＥＤの全てを点灯する点灯パターンが選択されている。
【発明を実施するための形態】
【実施例】
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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又は刻印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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
（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。
【００２４】
（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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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）。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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）。
【００３５】
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）。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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）。
【００３９】
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取り外す作業を容易するために、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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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）。
【００４４】
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）。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
このように、円筒状フロントケース７５の後端の断面円形の形状を変えることなく、フロントケース７５の後端開口に挿入する形式のリヤケース７６を採用した上で図２４、図２５のシール構造を採用することでＬＥＤ基板７７の最大限の基板面積を確保しつつ耐油防水機能を備えた外部照明ユニット４を製造することができる。換言すると、フロントケース７５や、このフロントケース７５に収容したＬＥＤ基板７７の周囲の形状が円形以外の異形の形状であると、これによって外形輪郭が円形のＬＥＤ基板７７の直径を小さく設定せざるを得なくなってしまう。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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)に記憶されている。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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
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。
【００７８】
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。
【００７９】
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。
【００８０】
バーコードリーダ・システムの設定(図３７)：
図３７は、パーソナルコンピュータ３を用いて行うバーコードリーダ・システム１の設定に関する一連の手順を説明するためのフローである。図３７を参照して、先ずパーソナルコンピュータ（ＰＣ）３とバーコードリーダ２との接続設定が行われる（Ｓ１）。この際、仮のＩＰアドレスを割り当てて行うことで簡便に接続設定することができる。バーコードリーダ２に専用の外部照明ユニット４を接続したときには、外部照明ユニット４のメモリＭ(図１)に記憶されている当該外部照明ユニット４の機種情報の読み込みが行われ、これによりバーコードリーダ２のメモリＭ(図１)に予め登録されている機種情報に基づいて当該外部照明ユニット４の接続設定が自動的に実行される。
【００８１】
次に、バーコードリーダ２に内蔵されている一対のポインタ用ＬＥＤ４０を点灯してワークをバーコードリーダ２の視野範囲の中に設置する（Ｓ２）。そして、ＰＣ３のディスプレイでワークを位置決めする（Ｓ３）。
【００８２】
次いで、ＰＣ３を使って各種の設定を行う（Ｓ４）。この設定は、主にワークの光学情報（バーコードやＱＲコード）が見え易くなるように行うものである。内部照明ユニット５で点灯するエリアの設定、外部照明ユニット４を用いるときにはこの外部照明ユニット４で点灯するエリアの数やどのエリアを点灯する点灯エリアパターンの設定などを含む。
【００８３】
この設定が終わったら設定の微調整であるチューニング設定が行われる（Ｓ５）。チューニングには、明るさ優先又は処理速度の優先の選択やチューニング方法の設定などを含み、実際に設定の微調整を実施し（Ｓ６）、チューニングが成功したら読み取りテストが行われる（Ｓ７）。この読み取りテストでワークの光学情報の解読が安定的に行われることが確認できたら設定作業を完了する（Ｓ８）。
【００８４】
内部照明ユニット５及び外部照明ユニット４の点灯エリア設定(図３８〜図４１)：
内部照明ユニット５及び外部照明ユニット４の点灯に関する設定は、上述したステップＳ４で行われる。パーソナルコンピュータ（ＰＣ）３のディスプレイには、点灯エリア設定プログラムには、予め用意されている図３８〜図４１の照明設定画面が表示される。図３８の照明設定画面では、ＰＣ３に接続したマウスを使って次の設定が可能である。照明設定画面は、図３８を参照して、照明ユニットを模式的に図示したリング状の画像を含み、この画面で設定項目を選択したときには、この点灯パターンが直感的に把握できるようにリング状の画像が変化する。
【００８５】
図３８の照明設定画面で設定可能な事項は次の通りである。
（１）内部照明ユニット５による照明と外部照明ユニット４による照明を択一的に選択することができる。専用の外部照明ユニット４がバーコードリーダ２に接続されていないときには、図３８の設定画面から分かるように、「外部照明の使用」の項目がグレー表示され、この項目の選択はできない。
（２）内部照明ユニット５の点灯エリアとして、「内内周」パターンと「中内周」パターンを選択することができる（図３８）。「内内周」と「中内周」の選択は択一的であってもよいし、「内内周」と「中内周」との２つのパターンを選択することができる。「内内周」とは、図３２の内周第１〜内周第４エリアAEin１〜AEin４が点灯するパターンを意味している。「中内周」だけを選択したときには、図３２の外周第２エリアAEout２と外周第４エリアAEout４が点灯するパターンを意味している。「内内周」と「中内周」の双方を選択したときには、全てのエリアが点灯するパターンを意味している。
【００８６】
ちなみに、図３８を見ると、「内内周」「中内周」の双方にチェックマークが表示されていることから、ユーザが「内内周」「中内周」の双方点灯パターンを選択した状態にあり、リング状の画像は、全ての領域が赤色で表示される。他方、図３９を見ると、「中内周」にチェックマークが表示されていることからユーザが「中内周」パターンを選択した状態にあり、リング状の画像は、外周第２エリアAEout２と外周第４エリアAEout４だけが赤色で表示され、他のエリアは非選択を意味するグレー表示される。
【００８７】
（３）外部照明ユニット４の選択項目は、小径の外部照明ユニット４Ａ(図３４)が接続されているときには、図４０の設定画面が表示される。他方、大径の外部照明ユニット４Ｂ(図３３)が接続されているときには、図４１の設定画面が表示される。図４０(小径ユニット４Ａの設定画面)と図４１(大径ユニット４Ｂの設定画面)を対比すると、小径の外部照明ユニット４Ａの設定画面（図４０）では、「内円周」「中円周」「外円周」の３つが選択可能であり、「最外円周」はグレー表示されて選択不能な状態にある。小径の外部照明ユニット４Ａでは、「内円周」「中円周」「外円周」から少なくとも１つのパターンを選択することができる。これに対して、大径の外部照明ユニット４Ｂの設定画面（図４１）では、「内円周」「中円周」「外円周」「最外円周」の４つが選択可能である。大径の外部照明ユニット４Ｂでは、「内円周」「中円周」「外円周」「最外円周」から少なくとも１つのパターンを選択することができる。
【００８８】
「内円周」パターンを選択したときには、図３３、図３４で説明した最内周の第１〜第８の８つエリアＡＥin１〜ＡＥin８の全てが点灯される。「中円周」パターンを選択したときには、小径ユニット４ＡではＡＥmid１〜ＡＥmid８の８つのエリアの全てが点灯され(図３４)、大径ユニット４Ｂでは、ＡＥmid９〜ＡＥmid１８の８つのエリアの全てが点灯される(図３３)。「外円周」パターンを選択したときには、小径ユニット４ＡではＡＥout１〜ＡＥout８の８つのエリアの全てが点灯され(図３４)、大径ユニット４Ｂでは、ＡＥmid１〜ＡＥmid８の８つのエリアの全てが点灯される(図３３)。大径ユニット４Ｂにおいて、「最外円周」を選択したときには、最外周の列のＡＥout１〜Ａout８の８つのエリアの全てが点灯される（図３３）。
【００８９】
図４０の設定画面は、小径の外部照明ユニット４Ａの全てのエリアを点灯させる選択が行われた状態にある。また、図４１の設定画面は、大径の外部照明ユニット４Ｂの全てのエリアを点灯させる選択が行われた状態にある。
【００９０】
図３８〜図４１の設定画面に設けられた「閉じる」を選択すると点灯パターンの設定が終了し、この点灯パターンの設定情報はバーコードリーダ２に転送され、また、外部照明ユニット４に転送される。そして、バーコードリーダ２及び外部照明ユニット４のメモリＭ（図１）に保存される。
【００９１】
外部照明ユニット４は、バーコードリーダ２から点灯指令の信号を受け取ると、外部照明ユニット４のメモリＭに保存されている点灯パターンの設定情報に基づいて外部照明ユニット４の照明用ＬＥＤ８０の点灯を制御する。この制御は、外部照明ユニット４のＣＰＵによって実行される。
【００９２】
図３８〜図４１の設定画面は一例に過ぎないのは言うまでもない。図３３(大径照明ユニット４Ｂ)、図３４(小径照明ユニット４Ａ)を参照して前述したように、区分したエリア毎に点灯、非点灯を設定できるように設定画面の表示態様を設計することもできる。また、この設定画面をユーザが任意に改変できるようにしてもよい。
【００９３】
また、ユーザが幾つかの点灯パターンを予め登録し、この登録した複数のパターンから設定できるようにしてもよい。また、ユーザが複数の点灯パターンを設定し、バーコードリーダ２からの信号に基づいて外部照明ユニット４の点灯パターンを切り替えるようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００９４】
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光学情報読取装置や光学顕微鏡の外部照明ユニットに適用される。
【符号の説明】
【００９５】
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 リング型外部照明ユニット
５ バーコードリーダに内蔵された内部照明ユニット
１０ バーコードリーダのメイン基板
１１ 電源基板
１３ CMOS基板（受光基板）
１４ バーコードリーダのLED基板
４０ ポインタ用ＬＥＤ
４３ 光学読取素子（撮像素子：ＣＭＯＳ）
７５ 外部照明ユニットのフロントケース
７６ 外部照明ユニットのリヤケース
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
７９ 外部照明ユニットのＬＥＤ基板と回路基板とを接続するスタックコネクタ
８０ 照明用ＬＥＤ
ＣＰＵ 制御手段
Ｍ メモリ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外形形状がリング状の外部照明ユニットであって、
該外部照明ユニットの断面リング状のアウターケースに収容されたリング状の第１の基板と、
前記アウターケースに前記第１の基板と積層される第２の基板とを有し、
前記第１の基板には、その片面の全域に複数の照明用ＬＥＤが実装され、
前記第２の基板には、前記第１の基板の照明用ＬＥＤを駆動するための駆動回路が形成されていることを特徴とする外部照明ユニット。
【請求項２】
前記第２の基板には、前記複数の照明用ＬＥＤの点灯を制御するための制御手段とメモリが実装されている、請求項１に記載の外部照明ユニット。
【請求項３】
前記外部照明ユニットが光学情報読取装置に用いられ、
前記第２の基板の前記制御手段が、前記光学情報読取装置との通信を制御する、請求項２に記載の外部照明ユニット。
【請求項４】
前記複数の照明用ＬＥＤの一部に限定して点灯する点灯パターンで前記外部照明ユニットの前記複数の照明用ＬＥＤの点灯が制御される、請求項２又は３に記載の外部照明ユニット。
【請求項５】
前記第１の基板に搭載された複数の照明用ＬＥＤが、該第１の基板の全域を複数のエリアに区分し、該複数のエリアを単位に前記点灯パターン毎に前記照明用ＬＥＤの点灯制御が実行される、請求項４に記載の外部照明ユニット。
【請求項６】
前記複数のエリアを単位に前記点灯パターン毎の前記照明用ＬＥＤの点灯制御に加えて、前記照明用ＬＥＤの発光量の制御が実行される、請求項５に記載の外部照明ユニット。
【請求項７】
前記第２の基板に実装された前記メモリに、前記点灯パターンが記憶され、該メモリの点灯パターンに従って前記照明用ＬＥＤの点灯が実行される、請求項５又は６に記載の外部照明ユニット。
【請求項８】
前記メモリに前記外部照明ユニットの機種情報が記憶され、
該外部照明ユニットを前記光学情報読取装置に接続したときに、前記光学情報読取装置が前記外部照明ユニットのメモリに記憶されている機種情報を読み込んで、前記光学情報読取装置に予め登録されている機種情報に基づいて前記外部照明ユニットを認識する、請求項３〜７のいずれか一項に記載の外部照明ユニット。
【請求項９】
前記第１の基板が、前記アウターケースの断面形状とほぼ同じ大きさのリング状の形状を有する、請求項１〜７のいずれか一項に記載の外部照明ユニット。
【請求項１０】
前記外部照明ユニットのアウターケースが、断面リング状の円筒形状のフロントケースと、該フロントケースの後端開口に嵌合されるリング状の円板状のリヤケースとで構成され、該リヤケースと前記フロントケースとの間に接着剤が介在して、該接着剤によって前記アウターケースがシールされている、請求項１〜９のいずれか一項に記載の外部照明ユニット。
【請求項１】
外形形状がリング状の外部照明ユニットであって、
該外部照明ユニットの断面リング状のアウターケースに収容されたリング状の第１の基板と、
前記アウターケースに前記第１の基板と積層される第２の基板とを有し、
前記第１の基板には、その片面の全域に複数の照明用ＬＥＤが実装され、
前記第２の基板には、前記第１の基板の照明用ＬＥＤを駆動するための駆動回路が形成されていることを特徴とする外部照明ユニット。
【請求項２】
前記第２の基板には、前記複数の照明用ＬＥＤの点灯を制御するための制御手段とメモリが実装されている、請求項１に記載の外部照明ユニット。
【請求項３】
前記外部照明ユニットが光学情報読取装置に用いられ、
前記第２の基板の前記制御手段が、前記光学情報読取装置との通信を制御する、請求項２に記載の外部照明ユニット。
【請求項４】
前記複数の照明用ＬＥＤの一部に限定して点灯する点灯パターンで前記外部照明ユニットの前記複数の照明用ＬＥＤの点灯が制御される、請求項２又は３に記載の外部照明ユニット。
【請求項５】
前記第１の基板に搭載された複数の照明用ＬＥＤが、該第１の基板の全域を複数のエリアに区分し、該複数のエリアを単位に前記点灯パターン毎に前記照明用ＬＥＤの点灯制御が実行される、請求項４に記載の外部照明ユニット。
【請求項６】
前記複数のエリアを単位に前記点灯パターン毎の前記照明用ＬＥＤの点灯制御に加えて、前記照明用ＬＥＤの発光量の制御が実行される、請求項５に記載の外部照明ユニット。
【請求項７】
前記第２の基板に実装された前記メモリに、前記点灯パターンが記憶され、該メモリの点灯パターンに従って前記照明用ＬＥＤの点灯が実行される、請求項５又は６に記載の外部照明ユニット。
【請求項８】
前記メモリに前記外部照明ユニットの機種情報が記憶され、
該外部照明ユニットを前記光学情報読取装置に接続したときに、前記光学情報読取装置が前記外部照明ユニットのメモリに記憶されている機種情報を読み込んで、前記光学情報読取装置に予め登録されている機種情報に基づいて前記外部照明ユニットを認識する、請求項３〜７のいずれか一項に記載の外部照明ユニット。
【請求項９】
前記第１の基板が、前記アウターケースの断面形状とほぼ同じ大きさのリング状の形状を有する、請求項１〜７のいずれか一項に記載の外部照明ユニット。
【請求項１０】
前記外部照明ユニットのアウターケースが、断面リング状の円筒形状のフロントケースと、該フロントケースの後端開口に嵌合されるリング状の円板状のリヤケースとで構成され、該リヤケースと前記フロントケースとの間に接着剤が介在して、該接着剤によって前記アウターケースがシールされている、請求項１〜９のいずれか一項に記載の外部照明ユニット。
【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４１】
【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４１】
【公開番号】特開２０１２−６４５５１（Ｐ２０１２−６４５５１Ａ）
【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２０１０−２１０２５５（Ｐ２０１０−２１０２５５）
【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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