JPH08287178A

JPH08287178A - 照明装置および光学的情報読取装置

Info

Publication number: JPH08287178A
Application number: JP7113854A
Authority: JP
Inventors: Ryoichi Sasaki; 亮一佐々木; Naoki Tanai; 直樹棚井
Original assignee: Keyence Corp
Current assignee: Keyence Corp
Priority date: 1995-04-13
Filing date: 1995-04-13
Publication date: 1996-11-01
Anticipated expiration: 2013-06-04
Also published as: JP2762050B2

Abstract

(57)【要約】【目的】多数の発光ダイオードからの照射光の光量の
分布を自由に設定し得る照明装置において、コストダウ
ン、装置の小型化および発光ダイオードの位置決め精度
の向上を図ることを目的とする。【構成】ほぼ直方体形状で発光面２７と該発光面２７
に隣接し互いに平行な一対の電極面２１，２２とを備え
たチップ型発光ダイオード２を採用し、各発光面２７
を、共通の１つの平面３０に直交する複数の平面上に設
定した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、主としてバーコードリ
ーダなどの光学的情報読取装置の照明装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】従来より、バーコードリーダには、照明
装置から読取対象物であるバーコードに帯状に光を照射
し、その反射光をリニアＣＣＤに受光させて、バーコー
ド情報を読み取るものがある。かかるバーコードリーダ
の照明装置の一例を図１１に示す。

【０００３】図１１（ａ）において、プリント基板１０
０上には、複数個の発光素子１０１が１列に配置されて
いる。発光素子１０１は、発光ダイオード（以下、「Ｌ
ＥＤ」という。）を構成しており、これらの発光素子１
０１の発光方向の前方に棒状の投光レンズ１０２が配設
されて、図示しないバーコードに帯状の光が照射され
る。前記投光レンズ１０２には、照射光を屈折させて照
射光の光量の分布を均一にするための凹曲面部１０３が
形成されており、バーコードに照射された光は、図示し
ない受光レンズを介して、リニアＣＣＤに受光される。
この際、受光レンズを通過した光は、つまり、リニアＣ
ＣＤに入射する光は、レンズの特性に起因して、図１１
（ｂ）のように、レンズ中央から端部に行くに従い光量
が低下する。そのため、両端部における読取精度が低
下、読取幅を大きくできないなどの問題が生じる。

【０００４】そこで、図１２（ａ）に示すように、投光
レンズ１０２の凹曲面部１０３を発光素子１０１よりも
若干中央寄りの位置に形成して、バーコードに対する照
射光の光量を、図１２（ｂ）に示すように、両端に行く
に従い大きくなるようにした照明装置が提案されてい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前記従来技術
では、発光素子１０１を投光レンズ１０２の凹曲面部１
０３に対して十分に高い精度で位置決めする必要があ
る。そのため、ＬＥＤを構成する発光素子１０１をプリ
ント基板１００上に直接配線する必要があるから、ＬＥ
Ｄの実装コストが高価になる。また、前述のように十分
に高い精度で位置決めする必要があるから、プリント基
板１００と投光レンズ１０２とを長手方向Ａに十分に位
置決めする必要もあり、そのため、コストアップを招
く。

【０００６】さらに、前記従来技術では、投光レンズ１
０２に凹曲面部１０３を形成しているので、樹脂からな
る投光レンズ１０２の金型代が高くなる。

【０００７】本発明は前記従来の欠点に鑑みてなされた
もので、コストアップを招くことなく、照射光の光量の
分布を自由に設定し得る照明装置を提供することを目的
とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明は、ＬＥＤとして、ほぼ直方体形状で発光面
と一対の電極面とを備えたチップ型ＬＥＤを採用し、各
発光面を、共通の１つの平面に直交する複数の平面上に
設定している。

【０００９】

【作用】本発明によれば、共通の１つの平面に直交する
複数の平面上に、各発光面を設定しているので、発光面
から出射される光の出射方向を任意に設定し得る。した
がって、たとえば端部の光量を中央部よりも大きく設定
できるなど、光量の分布を任意に設定することができ
る。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面にしたがって説
明する。図１〜図６は第１実施例を示す。図１におい
て、バーコードリーダ（光学的情報読取装置）の照明装
置１は、ほぼ直方体形状の多数のチップ型ＬＥＤ２を１
列に配置したプリント基板３と、１列に配置したチップ
型ＬＥＤ２の発光方向の前方に配設された棒状の投光レ
ンズ４と、樋状のホルダ（保持部材）５とを備えてい
る。

【００１１】図２において、前記チップ型ＬＥＤ２は、
公知のもので量産されており、たとえば樹脂やガラスエ
ポキシなどの絶縁物からなるほぼ直方体形状のベース２
０を有している。ベース２０の側面には、互いに平行な
一対の第１および第２の電極面２１，２２が設けられて
おり、一方、ベース２０の上面には、破線で示す凹所２
３が形成されている。前記凹所２３の一部は、たとえば
回転放物面とされており、該回転放物面を前記第２の電
極面２２に連なる金属箔で覆って反射面２４を形成して
いる。前記凹所２３には発光素子２５が配置されてお
り、凹所２３全体が透明な樹脂２６で覆われて、発光面
２７が形成されている。なお、発光素子２５は、凹所２
３内において第１および第２の電極面２１，２２に電気
的にそれぞれ接続されている。また、第１および第２の
電極面２１，２２を構成する金属箔２１ａ，２２ａは、
断面コ字状で、発光面２７の反対側に回り込んでいる。

【００１２】発光面２７は第１および第２の電極面２
１，２２に隣接して直交しており、各チップ型ＬＥＤ２
のこれらの３つの面２７，２１，２２が、プリント基板
３の表面３０に直交した姿勢で、第１および第２の電極
面２１，２２がプリント基板３のランド（図示せず）に
半田付けされて、チップ型ＬＥＤ２がプリント基板３に
実装されている。各発光面２７は、プリント基板３の表
面（共通の１つの平面）３０に直交する複数の平面上に
設定されている。したがって、たとえば図１のように各
発光面２７を投光レンズ４の端部に向けて設定すること
で、図１２（ｂ）のように、光量の分布が端部において
大きくなるように設定できる。なお、図１のプリント基
板３における投光レンズ４側の端縁３１は、各発光面２
７に沿った形状に設定されており、これによって、発光
面２７からの光がプリント基板３で遮られるのを防止し
ている。

【００１３】投光レンズ４は樹脂製の円柱状のレンズす
なわちシリンドリカルレンズで、該投光レンズ４の長手
方向の両端部には、基板支持部４０が投光レンズ４と一
体に形成されている。基板支持部４０には、プリント基
板３の両端部３２が挿入されて装着されるスリット状の
位置決め用溝４１が形成されている。なお、位置決め用
溝４１の幅はプリント基板３の厚みとほぼ同等に設定さ
れている。また、図３のように、投光レンズ４の位置決
め用溝４１には、一対のリブ状の突起４２が設けられ
て、プリント基板３の厚さのバラツキを吸収できるよう
になっている。

【００１４】図４は照明装置の側面図である。図４にお
いて、ホルダ５は金属製で、投光レンズ４およびプリン
ト基板３を収納すると共に保持するものである。ホルダ
５の底面にはゴム製のスポンジ（弾性部材）６が敷設さ
れており、該スポンジ６には、プリント基板３における
投光レンズ４の反対側の端縁３３が、押し付けられた状
態で接触している。

【００１５】図１において、投光レンズ４の各側面に
は、２つの被係合用凸部４３が一体に形成されている。
一方、ホルダ５の一対の側板部５１には、Ｌ字状の切欠
からなる係合用切欠部５０が形成されている。該係合用
切欠部５０は、被係合用凸部４３を案内すると共に、図
５に示すように、最も奥の位置で被係合用凸部４３に係
合する。

【００１６】図５および図４のようにプリント基板３お
よび投光レンズ４を収納したホルダ５は、図１のバーコ
ードリーダのケース７内に固定される。ケース７には、
投光レンズ４に対向する位置に窓７０が形成されてい
る。図６に示すように、窓７０には窓材７１が設けられ
ており、窓７０はチップ型ＬＥＤ２から投光レンズ４を
通して出射された光を通過させる。光はバーコード（対
象物）を帯状に照らし、その反射光が窓７０からケース
７内に入射して、図示しない受光レンズを介してリニア
ＣＣＤに受光される。

【００１７】前記構成において、本照明装置１は、図２
の発光素子２５をプリント基板３に直接ボンディングす
るのではなく、チップ型ＬＥＤ２をプリント基板３上に
実装するので、汎用的な実装機でチップ型ＬＥＤ２を実
装することができるから、実装コストが安価になる。ま
た、図１の投光レンズ４の長手方向に対するチップ型Ｌ
ＥＤ２の位置精度も差程要求されないので、実装コスト
が安価になる。さらに、図１１および図１２の従来例と
異なり、図６の投光レンズ４に凹曲面部などを形成する
必要がないので、投光レンズ４の金型代も安価になる。

【００１８】ところで、ＬＥＤとしてチップ型ＬＥＤ２
ではなく、図１０に示すいわゆるディスクリート型ＬＥ
Ｄ１１０を用いることも考えられる。しかし、こうする
と、ディスクリート型ＬＥＤ１１０は、図６のチップ型
ＬＥＤ２に比べて大型であるため、照明装置が大型化す
る。これに対して、本照明装置１は、チップ型ＬＥＤ２
を用いているので、照明装置１が大型になるおそれもな
い。

【００１９】また、図１０（ａ）のディスクリート型Ｌ
ＥＤ１１０では、２本のリード線１１１をスルーホール
に差し込むのであるが、図１０（ｂ）のリード線１１１
を曲成した状態で実装するのが困難である上、２本のリ
ード線１１１ではディスクリート型ＬＥＤ１１０を三次
元的に位置決めするのが難しいという問題も生じる。こ
れに対し、図１の本照明装置１では、直方体形状のチッ
プ型ＬＥＤ２をプリント基板３上に実装するので、実装
が容易である。

【００２０】ところで、本照明装置１においては、投光
レンズ４の長手方向Ａに直交する方向Ｂにプリント基板
３を位置決めすることで、各チップ型ＬＥＤ２と投光レ
ンズ４の光軸のズレをなくして品質の向上を図る必要が
ある。ここで、本実施例では、投光レンズ４の基板支持
部４０に位置決め用溝４１を設けて、プリント基板３を
挿入するだけで位置決めができるようにしたから、プリ
ント基板３を矢印Ｂ方向に簡単に位置決めすることがで
きる。

【００２１】また、本実施例では、ホルダ５の底面にス
ポンジ６を設けて、図４のプリント基板３の端縁３３を
スポンジ６に押し付けているから、プリント基板３のガ
タツキを防止し得ると共に、プリント基板３を十分に絶
縁することができる。なお、上記スポンジ６に代えて、
絶縁性を有する不織布などの繊維で弾性部材を構成する
こともできる。

【００２２】さらに、本実施例では、図１のホルダ５に
係合用切欠部５０を形成したから、投光レンズ４をホル
ダ５に装着する際にホルダ５の２枚の側板部５１，５１
を矢印Ｂ方向に広げなくても、被係合用凸部４３を係合
用切欠部５０に沿って容易に実装することができる。し
たがって、組立性が向上する。

【００２３】ところで、バーコードの読取可能幅は、図
６の窓７０の幅により決まる。そこで、図７の変形例の
ように、窓７０を、ケース７の正面部７２および該正面
部７２から連なる側面部７３にわたって形成すること
で、ケース７を大型化することなく、読取可能幅を広げ
ることができる。なお、この場合、窓材７１は断面コ字
状に形成されるが、該窓材７１のコーナ部７１ａにアー
ルを付けることによって、より均一な投射光を得ること
ができる。

【００２４】なお、前記実施例では、プリント基板３を
１枚としたが、図８の第２実施例に示すように、２枚の
プリント基板３，３の間にチップ型ＬＥＤ２を実装して
もよい。また、図９の第３実施例のように、プリント基
板３の表面３０Ａに傾きを持った凹凸を形成し、プリン
ト基板３の表面にチップ型ＬＥＤ２を実装してもよい。
なお、図１および図８の実施例では、プリント基板３を
通常の平板状のプリント基板で構成できるという利点も
ある。

【００２５】また、上記実施例では、バーコードリーダ
の照明装置について説明したが、本発明は、たとえば赤
外光や可視光を測定対象物に照射して、測定対象物の凹
凸の幅、高さ、長さ、ピッチなどを測定し、基準値と比
較した結果などを出力する光源内蔵型のイメージモニタ
などの照明装置についても適用し得る。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
直方体形状のチップ型ＬＥＤの各発光面を、共通の１つ
の平面に直交する複数の平面上に設定したので、各チッ
プ型ＬＥＤの光の出射方向を任意に設定し得るから、光
量の分布を任意に設定することができる。特に、本発明
では、発光素子自体ではなく直方体形状のチップ型ＬＥ
Ｄをプリント基板に実装するから、汎用的な実装機で実
装でき、また、実装の位置精度も差程要求されないの
で、実装コストが安価になる。しかも、投光レンズに凹
曲面部などを設ける必要がないので、投光レンズの金型
代も安価になる。さらに、チップ型ＬＥＤを採用してい
るので、照明装置が小型になる。また、直方体形状のチ
ップ型ＬＥＤを実装するので、位置決めが容易であるか
ら、位置決め精度が高くなる。

【００２７】また、前記共通の１つの平面をプリント基
板の表面とすれば、プリント基板を通常の平板状のプリ
ント基板で構成することができる。

【００２８】また、プリント基板の端縁を発光面に沿っ
た形状に設定すれば、光がプリント基板で遮られるのを
防止し得る。

【００２９】また、プリント基板の両端部が挿入される
スリット状の位置決め用溝を、投光レンズの基板支持部
に形成すれば、各発光面と投光レンズの光軸のズレを、
簡単な構造で防止することができる。

【００３０】さらに、投光レンズおよびプリント基板を
収納して保持する樋状の保持部材の底面に弾性部材を設
ければ、簡単な構造で、プリント基板のガタツキ防止と
絶縁を図ることができる。

【００３１】また、投光レンズの被係合用凸部に係合す
るＬ字状の係合用切欠部を保持部材に形成すれば、投光
レンズを保持部材に容易に装着することができるから、
組立性が向上する。

【００３２】また、ケースの正面部および該正面部から
連なる側面部にわたって窓を形成すれば、照明装置を大
型化することなく、投光幅を広げることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示す照明装置の分解斜視
図である。

【図２】プリント基板およびチップ型ＬＥＤの拡大斜視
図である。

【図３】位置決め用溝を示す平面断面図である。

【図４】照明装置の側面図である。

【図５】保持部材の一部を破断して示す照明装置の正面
図である。

【図６】ケースに収納された状態で示す照明装置の断面
図である。

【図７】照明装置の変形例を示す断面図である。

【図８】第２実施例にかかるプリント基板およびチップ
型ＬＥＤの拡大斜視図である。

【図９】第３実施例にかかるプリント基板およびチップ
型ＬＥＤの拡大断面図である。

【図１０】本発明に含まれない照明装置の正面図および
断面図である。

【図１１】（ａ）は従来の照明装置の正面図、（ｂ）は
リニアＣＣＤの受光光量の分布を示す特性図である。

【図１２】（ａ）は他の従来の照明装置の正面図、
（ｂ）は照射光の光量の分布を示す特性図である。

【符号の説明】

１：照明装置２：チップ型ＬＥＤ２１，２２：電極面２７：発光面３：プリント基板３１：端縁３２：両端部４：投光レンズ４０：基板支持部４１：位置決め用溝４３：被係合用凸部５：保持部材５０：係合用切欠溝６：弾性部材７：ケース７０：窓７２：正面部７３：側面部Ａ：長手方向

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数個の発光ダイオードをプリント基板
上に１列に配置し、これらの発光ダイオードの発光方向
の前方に棒状の投光レンズを配設することで、対象物に
帯状に光を照射する照明装置において、前記発光ダイオードは、ほぼ直方体形状で、発光面と一
対の電極面とを備えたチップ型発光ダイオードで構成さ
れ、共通の１つの平面に直交する複数の平面上に、前記各発
光面が設定されていることを特徴とする照明装置。
【請求項２】請求項１において、前記共通の１つの平
面上に前記プリント基板の表面が設定された照明装置。
【請求項３】請求項２において、前記プリント基板の
端縁が、前記各発光面に沿った形状に設定されている照
明装置。
【請求項４】請求項２において、前記棒状の投光レン
ズにおける長手方向の両端部には、前記プリント基板の
両端部が挿入されるスリット状の位置決め用溝を有する
基板支持部が、前記投光レンズと一体に形成されている
照明装置。
【請求項５】請求項４において、前記照明装置は、前
記投光レンズおよびプリント基板を収納すると共に保持
する樋状の保持部材を有し、該保持部材の底面には前記
プリント基板における投光レンズの反対側の端縁に接触
する弾性部材が設けられている照明装置。
【請求項６】請求項５において、前記投光レンズの側
面には複数の被係合用凸部が一体に形成され、一方、前
記保持部材には、前記被係合用凸部を案内すると共に最
も奥の位置で前記被係合用凸部に係合するＬ字状の切欠
からなる係合用切欠部が形成されている照明装置。
【請求項７】請求項１もしくは２において、前記照明装置は前記投光レンズおよびプリント基板を収
納するケースを備え、該ケースには前記チップ型発光ダ
イオードから前記投光レンズを通して出射された光を通
過させる窓が形成され、前記窓が前記ケースの正面部お
よび該正面部から連なる側面部にわたって形成されてい
る照明装置。
【請求項８】請求項１，２，３，４，５，６もしくは
７の照明装置を備えた光学的情報読取装置。