JP2000298242A - 電気・光学式読取り装置用の再帰反射走査モジュール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】必要な全ての部品を備えた、完全内蔵型で、小
型の電気・光学式再帰反射走査モジュールを提供する。 【解決手段】再帰反射走査モジュールは、基部、第１回
路板及び第１回路板にほぼ直交して取付けられた第2回
路板を備える。基部は、走査ビームを作り出す光放射
体、及び光エネルギを方向付けて集光する光学部品を支
持する。放射ビーム反射体は、折返しミラーからの光
を、発振体のための駆動部に取付けられた反射体に反射
する。反射体は、読取るべき印に向けて、ビームの方向
を変える。反射体の振動により、ビームは、印を走査す
る。反射光は、振動する反射体に方向を変えられ、検出
器に届く前に、集光ミラーに入射する。検出器は、モジ
ュールに含まれた検出器は、ビームによって走査された
印から反射された光を検知する。ビームと検出器の視野
とは同時に走査される。走査モジュールの小型化のため
に、振動駆動及び光学配置の様々な実施形態が開示され
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、バーコード・シン
ボル走査器のような、電気・光学式読取り装置、つま
り、走査システムに係り、より詳細には、特にコンパク
トな走査器を必要とする用途に使用される再帰反射レー
ザ走査モジュールに関する。

【０００２】

【従来の技術】バーコード・シンボル読取り装置のよう
な電気・光学式読取り装置は、現在では極めて一般的な
ものとなっている。通常、バーコード・シンボルは、典
型的には長方形とした、明と暗の領域からなる1つ以上
の列で構成されている。暗領域、つまりバー、の幅、及
び/又は明領域、つまり各バーの間の間隔、の幅は、読
取られるべきコード化情報を表す。

【０００３】バーコード・シンボル読取り装置は、この
シンボルを明らかにするもので、コード化された領域か
ら反射された光を感知することによって、コード化され
た領域の幅と間隔を検知し、コード化された情報を引出
す。バーコード読取り式のデータ入力システムは、幅広
い多様な用途におけるデータ入力の効率と精度を向上す
る。このようなシステムにおけるデータ入力を簡単にす
れば、より高い頻度で、より詳細なデータ入力ができる
ようになり、例えば、効率的な在庫管理、進行中の業務
追跡 等が促進される。しかし、これらの利点を現実の
ものとするには、利用者、つまり、従業員が、一貫して
進んでこの読取り装置を使用するようでなくてはならな
い。従って、読取り装置は、操作が簡単で、使い易いも
のでなくてはならない。

【０００４】様々な走査システムが知られている。読取
り装置のうち、特に有用な１つの形式として、シンボル
を横切る、レーザビームのような光ビームを走査する光
学式走査器がある。米国特許第4,387,297及び4,760,248
−これらは、本発明の譲渡人によって所有され、ここ
に参照文献として援用される。− に例示された形式の
レーザ走査システム及び部品は、通常、複数の異なる光
反射率の部分、つまり、手持型又は定置型走査器から、
特定の作動範囲つまり読取り距離にある、特に、統一商
品コード (UPC) 形式の、バーコード・シンボルを持つ
印を読取るように設計されている。

【０００５】図1ａは、ピストン・グリップ式ハンドル5
3を有し、銃の形をした装置として実施された従来のバ
ーコード・シンボル読取り装置10の例を示す。軽量樹脂
製のハウジング55は、光源46、検出器58、光学部品57、
信号処理回路63、プログラムされたマイクロプロセッサ
40、及び電源つまりバッテリ62を収納している。ハウジ
ング55の前面の、光を伝達可能なウィンドウ56は、出射
光ビーム51を放射し、入射反射光52を受入れるのを可能
とする。利用者は、読取り装置11がシンボルから間隔を
空けられている、つまり、シンボルに触れない又はシン
ボルを横切って移動する位置から、読取り装置の照準
を、そのバーコード・シンボルに定める。

【０００６】図１aに更に描かれているように、光学部
品としては、走査ビームを適切な基準面において走査ス
ポットに集束するに相応しいレンズ57（又は複合レンズ
システム）を含むことができる。半導体レーザ・ダイオ
ードのような光源46は、光ビームをレンズ57の光軸に導
入し、このビームは、部分的に銀被膜で覆われたミラー
47、及び 必要に応じ、他のレンズ、つまりビーム整形
構造体、を通過する。該ビームは、手で引き金が引かれ
た時に作動する走査駆動モータ60に結合された振動ミラ
ー60によって反射される。ミラー59の振動によって、出
射ビーム51は、望ましいパターンで往復走査される。

【０００７】種々のミラー及びモータの構成を、望まし
い走査パターンでビームを移動させるために使用するこ
とができる。例えば、米国特許第4,251,798は、各側面
に平面ミラーを持ち、各ミラーがシンボルを横切る走査
線をたどるようにした回転ポリゴンを開示している。米
国特許第4,387,297及び4,409,470は、いずれも、ミラー
が取付けられる駆動軸を中心にして、交互に変化する円
周方向に反復して往復運動するように駆動される平面ミ
ラーを使用している。米国特許第4,816,660は、全体的
に凹面のミラー部分と全体的に平面のミラー部分とから
構成された複合ミラー構造を開示している。該複合ミラ
ー構造は、複合ミラー構造が取付けられる駆動軸を中心
にして、交互に変化する円周方向に反復して往復運動す
るように駆動される

【０００８】シンボル70によって反射された光52は、検
出器58に伝送されるようにウィンドウ56を通過する。図
１ａに示された例示的読取り装置において、反射光は、
ミラー59及び部分的に銀被膜で覆われたミラー47から反
射されて、感光型検出器58に突当たる。検出器58は、反
射光52の強度に比例したアナログ信号を作り出す。

【０００９】信号処理回路は、プリント回路板58上に取
付けられたデジタイザ63を備えている。このデジタイザ
は、検出器58からのアナログ信号を処理して、パルス信
号を作るが、ここでのパルス幅及びパルス間の間隔は、
バーの幅及びバー間の間隔に対応している。デジタイザ
は、エッジ検出器又は波形整形回路の役割を果し、デジ
タイザによって設定される閾値は、アナログ信号のどの
ポイントがバーのエッジを表すのかを決める。デジタイ
ザ63からのパルス信号は、プログラムされたデコーダに
送られるが、このデコーダは、通常、プログラムされた
マイクロプロセッサ40に組込まれており、このマイクロ
プロセッサも、付属するプログラム・メモリ及びランダ
ム・アクセス・データ・メモリを備えている。マイクロ
プロセッサ・デコーダ40は、まず、デジタイザからの信
号のパルス幅と間隔とを求める。次に、該デコーダは、
幅と間隔とを分析し、論理的バーコードのメッセージを
見つけ、解読する。これは、適切なコード標準によって
定義されたような、論理的な桁や順序を認識するための
分析を含んでいる。また、これは、走査されたシンボル
が属している特定の標準に関する初期認識を含んでい
る。この標準の認識は、通常、自動識別と呼ばれてい
る。

【００１０】シンボル70を走査するため、利用者は、バ
ーコード読取り装置10の照準を定め、可動引き金スイッ
チ54を操作して、光源46、走査モータ60、及び 信号処
理回路を作動させる。走査光ビーム51が、目に見えるも
のであれば、シンボルが表示されている表面上の走査パ
ターンを見ることができるので、読取り装置10の照準を
調整できる。源46で作られた光ビーム51が、かろうじて
見える位のものである場合には、照準光を加えることが
できる。照準光は、必要であれば、レーザビーム51と同
様に、固定、或いは、走査されることが可能な可視光ス
ポットを作り出す。利用者は、引き金を引く前に、読取
り装置がシンボルに照準を定めるように、この可視光線
を使用する。また、読取り装置10は、持運び可能なデー
タ収集端末として機能することも可能である。その場合
には、読取り装置は、先に言及した米国特許第4,409,47
0に記載されたような、キーボード48及び表示器48を備
えることになろう。

【００１１】上述した形式の電気・光学式走査器におい
て、「走査エンジン」に備えられる、レーザ源、光学部
品としてのミラー構造体、ミラー構造体を振動させるた
めの動力源、及び それに付属した信号処理・コード化
回路のすべては、走査器のサイズ及び重量を増加させ
る。長期にわたる使用を伴う用途においては、大きく重
い手持型走査器は、利用者の疲労を引起す可能性があ
る。走査器の使用が、疲労を引起すか、或いは、ある面
で使いにくい場合、利用者は、走査器を操作したがらな
い。一貫して走査器を使用することに対する消極性は、
このようなバーコード・システムが意図するデータ収集
という目的を無にしてしまう。また、ノートブック又は
手のひらサイズのコンピュータのように、小さくコンパ
クトな装置に組込むための、コンパクトな走査器に対す
るニーズが存在する。

【００１２】このように、バーコード読取り装置の開発
における現行の目標は、走査器を可能な限り小型化する
ことにあり、走査エンジンのサイズや重量をより低減す
るとともに、走査器の格別の使い易さを提供するという
ニーズは、依然として存在する。可動部品の質量は、走
査動作を行わせるために必要とされる電力を最小限にす
るために、出来るだけ軽くすべきである。また、走査エ
ンジンをモジュール化し、特定のモジュールを様々な異
なる走査器に使用できるようにすることが望ましい。し
かし、必要とされる走査器部品の全てを持つ、格別にコ
ンパクトで軽量のモジュールを開発するニーズはある。

【００１３】より小型の走査部品は、より高い走査周波
数で作動される傾向にある。しかし、一般的なバーコー
ド走査用途において、移動ビームスポットの走査周波数
は、比較的低くあるべきで、通常では、20Hz以下とすべ
きである。周波数が増加する場合には、シンボル上を通
過する際のビームスポットの速度が増加する。検出器に
より作られる信号も、周波数において増加し、結果とし
て、検出器信号を分析する処理回路の帯域幅も増加して
しまう。更に、より高い走査周波数での作動は、概し
て、正確な解読をより困難にするより高いノイズを含む
検出器信号を作り出す。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、光ビ
ームを生成し、シンボルを横切るパターンで該ビームを
走査し、該シンボルによって反射された光を検出し、更
に、該反射光の表す信号を処理するために必要な全ての
部品を備えた、完全内蔵型で、電気・光学式の、再帰反
射走査モジュールを開発することにある。この点におい
て、再帰反射走査モジュールは、小さく、軽量で、更
に、様々な他の形式の電気・光学式走査システムに組込
むことが容易であるべきである。本発明の他の目的は、
光ビームの走査動作を引起すため、また、反射光を集光
するために使用される部品のサイズ及び重量を最小限と
することにある。他の関連する目的は、操作者によって
持たれた際、より小さくてより軽く、更に、従来のシス
テムと比較した場合、コード化された印を走査する際の
操作が容易な、電気・光学式走査システムを開発するこ
とにある。他の関連する目的は、バーコード走査システ
ムの出射ウィンドウから生じる鏡面反射に影響されにく
い電気・光学式走査システムを開発することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】

【００１６】これらの目的に沿って、本発明の1つの特
徴は、異なる光反射率の部分を有する、光学的にコード
化された印を読取るための内蔵型電気・光学式・再帰反
射・走査モジュールにおいて具体化されている。このモ
ジュールは、基部；そこからの反射を目的とした印に向
かって、出射経路に沿い、光ビームを放射するための、
基部上の光源；該印から反射された光を、入射経路に沿
い、視野にわたって検出するとともに、該異なる光反射
率の印部分に応じた電気信号を生成するための、該基部
に取付けられた光検出器；該光ビーム及び該反射光の経
路内に取付けられた可動反射体；及び 該ビームを該印
を横切るように走査するとともに、該視野を同時に走査
するように、該可動反射体を動かすための、該基部上の
駆動部を備える。

【００１７】本発明によれば、光源は、ケーシング内に
固定され、定置集光ミラーは、該ケーシングに固定して
取付けられており、更に、定置折返し/走査ミラーは、
集光ミラー上に固定して取付けられる。有利なことに、
該集光ミラーは、凹面をなしており、折返し/走査ミラ
ーは、平面である。また、ブラケットが、ケーシングか
ら距離を持って該ミラーを保持している。

【００１８】本発明の他の有利な観点は、該ケーシング
及びミラーを、該基部の1つ以上の端部領域で固定して
取付け、該可動ミラーを、移動のために、該基部の他の
端部領域に取付けることによって具体化されている。該
光検出器は、該基部の中央領域で取付けられ、集光ミラ
ーに対面し、更に、その曲率中心に設置される。駆動部
は、対向端部を有する細長い支持体を備える。該反射体
は、該支持体の一方の端部に取付けられる。該駆動部
は、支持体の他の端部に取付けられた永久磁石、及び
該永久磁石の近傍に取付けられるとともに、該永久磁石
を振動させ、次に、そこに取付けられた該支持体及び該
走査反射体を、該反射体と該永久磁石との間のほぼ中ほ
どに位置する軸線を中心にして振動させるように永久磁
石に作用する交流磁界を作るための、交流駆動信号が該
コイルに加えられた場合に作動する電磁コイルを備え
る。

【００１９】他の実施形態において、再帰反射モジュー
ルは、集光ミラーの背後に位置する折返しミラーを備え
ている。該折返しミラーは、集束レーザ・ダイオード・
アセンブリによって生成されたレーザビームを、振動走
査ミラー上に方向付ける。該折返されたレーザビーム
が、振動走査ミラーに到達するために、該ビームは、該
集光ミラー内の孔を通過しなくてはならない。光検出器
と集光ミラーとの位置決めは、該走査モジュールの全体
寸法に影響する設計選択を誘発する。結果としてのコン
パクトな構造体は、再帰反射モジュールが、様々なシス
テム構造形内、特に小型にもの、に配置されることを可
能とする。走査器出射ウィンドウからの鏡面反射の発覚
を最小限とし、且つ 排除するための、様々な方法が開
示される。

【００２０】

【発明の実施の形態】本明細書及び特許請求の範囲に使
用される際、「印」という用語は、通常、バーコード・
シンボルとして呼ばれる、交互に設けられた、様々な幅
の、バーと間隔から構成されたシンボル・パターンのみ
でなく、アルファベット文字と同様に、他の1以上の次
元を持つグラフィック・パターンをも幅広く包含してい
る。概して、「印」という用語は、光ビームを走査し、
そして、反射又は散乱された光を、パターン又は情報の
様々な点での光反射率における変化の表現として検出す
ることによって、認識し又は特定することが可能などの
ような形式のパターン又は情報にも適用することができ
る。バーコード・シンボルは、本発明が走査できる
「印」の1例である。

【００２１】図2乃至6は、小型、内蔵型・再帰反射・走
査モジュール400を示す。モジュール400は、実質的に長
方形で、1例においては、1.35"ｘ0.95"ｘ0.69"のように
小さく作られている。モジュール400の透視図は、ある
部分を取除いた状態で図2に示されている。図28乃至31
は、小型、内蔵型・再帰反射・走査モジュール900の代
替的構成を示す。モジュール900は、実質的に長方形
で、o.811"ｘ0.559"ｘ0.449"の寸法を有する。モジュー
ル900の透視図は、ある部分を取除いた状態で図28に示
されている。

【００２２】走査モジュールは、銃型走査器を参照し
て、以下で説明されるが、このモジュールを、どのよう
な適切なシステム、例えば、走査部及びキーパッド及び
/又は表示画面を備えた走査端末内に組込むことも、同
様に適切であることは理解されるであろう。図2乃至6の
モジュールは、典型的にはアルミニウムで形成された、
全体的に平面で、細長い、金属製の基部410を備えてい
る。基部410は、一方の端領域420、対向側の端領域40
4、及び 中間つまり中央領域406を有する。半円筒状の
ケーシングつまりハウジング412は、本出願の譲渡人に
よって所有され、その開示事項が、ここで参照文献とし
て援用される米国特許第5,367,151に示されたものと同
様の、レーザ・ダイオード、及び 集束モジュールを収
容している。

【００２３】示されるように、ケーシング412は、ボル
ト408で、基部410に対しボルト留めされているが、基部
の1部分として一体的に形成することもできる。ケーシ
ング412及びケース410は、吸熱源としての機能を果た
し、走査作動過程においてレーザ・ダイオードによって
発生した熱を分散する。モジュール400は、互いに直角
に配置された2つの回路板を備える。その1端において基
部410に直交して取付けられた第1回路板412は、走査器
によって使用される回路の一部を支持する。典型的に
は、第1回路板416は、レーザ・ダイオードを駆動するた
めの電流を作る回路を支持する。

【００２４】第2回路板418は、第1回路板に対し直行
し、また、基部410に平行に取付けられる。基部410の平
坦な主表面が、モジュールの底部であると仮定すると、
第2回路板418は、モジュールの頂部を形成することにな
る。可撓性を持つの電気ケーブル（図示せず）は、該回
路を、第1及び第2回路板上に共に接続する。第2回路板4
18は、必要とされる残りの回路を支持する。特に留意す
る点として、回路板418は、アナログ信号処理回路、及
び デジタイザを備え、また更に、マイクロプロセッサ
に基づくデコーダを備えることもできる用途特有の集積
回路419を支持する。

【００２５】図3は、モジュール400の内部の説明図を提
供するために、あたかも第2回路板418が省略されたかの
ようにした、モジュール400の平面図である。示される
ように、支持構造体300は、走査反射体359のための可撓
支持を提供し、反射体の往復運動を許容する。可撓支持
構造は、図6と関連して、以下で説明される。また、該
モジュールの内部には、基部の端部領域402においてブ
ラケット202によってケーシング412 に固定された定置
ミラー構造200が収容されている。ミラー構造200は、光
検出器206が設置されている位置に曲率中心を有する、
凹面をなしている集光ミラー204を備えている。光検出
器206は、ハウジング208内において、基部410の中央領
域406に取付けられている。フィルタ210は、ハウジング
208内において、光検出器206の上流に設けられている。
図面には示されていないが、公知の形式のルーバーを、
光検出器206の前方に配置することができる。

【００２６】全体的に平面の折返しミラー212は、集光
ミラー204上に固定して取付けられているが、好ましく
は、それと1ピースとして、一体的に形成し、形作られ
る。折返しミラー212は、傾けられ、ケーシング412内に
おいて、レーザ・ダイオード及び反射体359の両者に対
面している。ミラー204、212の前面は、光反射コーティ
ングが施されている。

【００２７】図6に示されるように、支持構造体300は、
反射体359が取付けられた第1アーム305を有するU形状の
部材303を備えている。部材303の第2アーム307は、永久
磁石309を支持している。直線部311は、部材303のU形状
を形成するように、第1及び第2アーム間に伸び、両者に
接続している。1対の可撓性を持つ帯板321、323は、U形
状部材303の一方に接続し、平面バネとしての役割を果
す。これらのバネ帯板は、Mylar（商標）又はKapton
（商標）フィルム、のような、可撓性樹脂材料の平らな
シート、又は 平たい帯板の非磁性材料のようなベリリ
ウム銅合金の如き他の可撓部材で構成されている。図示
された休止位置において、帯板321、323は、相対的に曲
げられていない状態に維持され、第1アーム303と第2ア
ーム307との間の間隔内で、直線部311に対し実質的に平
行な方向に伸びている。帯板321、323の端部の一方の組
は、第1アーム305に接続し、帯板321、323における対向
側の端部の組は、固定されている。

【００２８】より具体的には、可撓帯板321、323を形成
するMylar（商標）又はKapton（商標）材料シートの端
部は、適切な締付け具325によって締付けられており、
それによって、プレート327と、第1アーム305の後方
面、及び 直線部311の下方面の1部から伸びる枠部材32
6との間にクランプされる。帯板321、323の対向側端部
は、プレート331と、支持台335（図２）から延出した定
置アーム337の拡大部との間にクランプする適切な締付
け具によって、固定された支持体に締付けられる。支持
台335は、端部領域404において、金属製基部410の平坦
部上に取付けられる。支持構造体300、反射体359、及び
磁石309の各部品は、反射体と磁石とに間のほぼ半ば
のピボット軸線において、磁石の重量が、反射体に重量
と釣り合うように寸法が設定される。結果として、は、
平面リーフ・スプリング部材として機能し、該ピボット
的軸線を中心にして曲がる。ピボット軸線Aは、基部410
の平坦な下方部に垂直に（つまり、図6の上下方向に）
伸びている。

【００２９】電磁コイル333は、ブラケット334（図５）
によって、第2回路板418の下方面に取付けられている。
モジュール400の頂部に、第2回路板418を取付けること
によって、図3に示すように、永久磁石309の極近傍に、
取付けられたコイル333を位置付ける。永久磁石309の磁
北極及び磁南極間の軸線は、図3の図面の面内、つま
り、基部410の平坦下方部に平行に、配列される。交流
が、電磁石333のコイルに流される場合、該コイルの磁
界と永久磁石309との間の相互作用は、永久磁石309の振
動的な動き、及び 平坦な平面バネ帯板321、323による
戻し力に抗した、取付けられた部材303の回転的振動を
引起す。可撓帯板321、323は、部材303の振動を引起す
ように軸線Aを中心にして、往復して捩られ、ミラー359
は、軸線Aを中心にして、円弧上を辿るように、2つの円
周方向において往復動する。

【００３０】レーザ・ダイオードが、光ビームを放射す
る場合、この光ビームは、経路部100に沿って移動し、
折り返しミラー212に突当たり、次に、経路部102に沿っ
て反射体359に対して反射され、次に、反射体は、光ビ
ームを、経路部104に沿って、印が付けられた目標表面
の方向に反射する。このビームは、モジュール側部に形
成された開口を通って外に出る。レーザ・ダイオードか
らビームが放射される間、反射体359の往復動的振動に
よって、ビームは、印を横切る線で走査される。モジュ
ール400が、走査器内において水平に取付けられた場
合、結果としての走査線は、水平となり、垂直方向のバ
ーを有する印を走査することになる。反対に、走査器内
において垂直に取付けられた場合、結果としての走査線
は、垂直となり、水平方向のバーを有する印を走査する
ことになる。

【００３１】印によって反射された光は、経路104に沿
って戻され、どんな場合でも、凹面集光ミラー204によ
って、集光のために、経路102に沿って反射される。次
に、集光ミラー204は、戻された光を、経路106に沿って
周辺光遮断用光学フィルタ210を介して検出器に供給す
るために、反射する。フィルタは、大半の光波長を遮断
するが、レーザ・ダイオードによって放射された光ビー
ムの波長に対応する波長の光は通過させる。また、ルー
バーを、検出器の前面に配置することもできる。

【００３２】検出器206は、反射光の強度に比例したア
ナログ信号を作り出し、この信号は、処理され、デジタ
ル化されて、用途特有の集積回路419によって解読する
ことができる。検出器から用途特有の集積回路419への
信号を伝送する電気的リードは、明白であるので図示さ
れていない。

【００３３】走査モジュールに設けられた小型可撓支持
構造体300は、低走査周波数での作動を妨げない。再度
言うと、部材303の対向側端部における、反射体及び磁
石の位置は、その重量を、ピボット軸線から比較的遠く
に位置させ、従って、高い慣性モーメントを引起す。ま
た、移動部品の質量は、かなり大きく、そして、バネ32
1、323の好ましい材料は、相当可撓性が高まる方向にあ
る。高い質量、高い慣性力、及びバネの可撓性によっ
て、可撓支持構造体は、比較的低い振動周波数特性とさ
れる。これにより、小さな内蔵型走査モジュール400
は、20Hz以下のような、バーコード走査に好ましい低い
走査周波数で作動する。また、モジュール400は、反射
体の重量と永久磁石の重量とを釣り合わせることが盛り
込まれており、これは、走査動作を乱す、好ましくない
振動を低減又は排除するとともに、走査部品の動作を起
こすために供給される電力量を最小限とし、走査器をよ
り効果的なものとする。

【００３４】図28乃至31は、本発明の小型・内蔵型電気
・再帰反射・走査モジュールの代替的実施形態を示す。
この走査モジュールは、本発明の譲渡人であるシンボル
・テクノロジイズ社によって、SE900という製品名で製
造されている。SE900走査モジュール一体化ガイドは、
ここに参照文献として援用する。図28に示されるよう
に、モジュール900は、実質的に長方形で、その寸法
は、0.811"ｘ0.559"ｘ0.449"である。このように、走査
モジュールの全体容量は、約0.2立方インチである。図2
8は、モジュール900の、ある部分を取除いた状態の透視
図を示す。モジュール900は、実質的に長方形で、o.81
1"ｘ0.559"ｘ0.449"の寸法を有する。このモジュール
は、典型的にはアルミニウムで形成された、全体的に平
面で、細長い、金属製の基部410を備えているが、この
基部は、亜鉛のような他の金属で形成することも可能で
ある。基部910は、一方の端領域902、対向側の端領域90
4、及び中間つまり中央領域906を有する。半円筒状のケ
ーシング912は、レーザ・ダイオード・アセンブリ911を
収容している。ケーシング912は、基部の1部分として一
体的に形成されている。集束レーザ・ダイオード・アセ
ンブリ911は、集束レーザビーム1000を生成し、このレ
ーザビームは、該レーザ・ダイオード・アセンブリ内の
孔913を通過し、走査モジュールの光学部品上に放射さ
れる。代替的実施形態において、ケーシング912は、レ
ーザ・ダイオード及び集束部品を収納するように設計す
ることができ、これにより、本レーザ・ダイオード・ア
センブリの部品数が低減される一方、レーザビームが放
射される孔は提供される。ケーシングの孔は、本ケース
において、放射レーザビームの集束特性に貢献するとい
うことが理解されるべきである。

【００３５】該モジュールは、互いに実質的に直角に配
置された2つの回路板を備える。基部910に直交して取付
けられた第1回路板916は、走査モジュールによって使用
される回路の一部を支持する。図28の実施形態におい
て、第1回路板916は、走査モジュール900の走査部品950
を駆動するために。レーザ・ダイオード・アセンブリ91
1、光検出器935、及び 電磁コイル1004に対する接続を
提供する。第2回路板918（簡潔にするため図示せず）
は、モジュール900の頂部に取付けられ、また、2本のネ
ジ切りされたネジ穴903a及び903bによって、基部910の
底面に平行に取付けられ、典型的には、受信器、及び
信号処理回路、更に、走査モジュール900の走査部品を
駆動するための駆動回路を支持する。第2回路板上に実
装された回路は、少なくとも一部に、ASIC又はオン・チ
ップ・ボード型のパッケージを含むことができる。この
回路は、プログラム可能な走査振幅、増幅器ゲイン、レ
ーザパワー、レーザ・デューティー・サイクル、走査線
の縁部における走査ビームのクリッピング等の、プログ
ラム可能な特徴を持つように設計することができる。2
つの回路板は、各回路板の端部の1つに沿って、接触、
又は ほぼ接触した状態で、互いに実質的に垂直に配置
される。回路板間の電気的接続性2つの回路板の隣接し
た接触部の固定によって実現される。フレックス・スト
リップ、負荷スプリング型ピンのような回路板を接続す
る他の方法も可能である。好ましい実施形態において、
外部とインターフェースするためのコネクタ（図示せ
ず）が、第2回路板918に取付けられる。

【００３６】図29は、モジュール400の内部の説明図を
提供するために、あたかも第2回路板918が省略されたか
のようにした、モジュール900の平面図である。図28及
び図29の同じ参照番号は、同じ部品を表している。参照
番号940a及び940bは、基部910のネジ切りされた支柱を
表し、その支柱によって、第2回路板918が、ネジ切りさ
れたネジ穴903a及び903bによって、基部910に取付けら
れる。示されるように、このモジュールは、レーザ・ダ
イオード・アセンブリ911、折返しミラー930、凹面集光
ミラー932、走査部品950、駆動コイル1004、及び 光検
出器アセンブリ936を含んでいる。走査部品950は、走査
（反射体）ミラー952のための可撓支持体を備えること
により、走査ミラーの往復振動動作を可能とする。走査
部品950は、以下で、図30a及び30bに関連して、更に説
明される。

【００３７】凹面集光ミラー932は、光検出器935が方向
付けされる位置に曲率中心を持つ。光検出器は、 光検
出器/フィルタ・アセンブリ936内において、基部910の
中央領域906の後方に取付けられている。光フィルタ937
は、光検出器/フィルタ・アセンブリ936内において、光
検出器935の上流に設けられている。また、光検出器/フ
ィルタ・アセンブリ936は、光検出器に前方に、そし
て、フィルタ936の前方又は背後のいずれかに配置され
た孔931を備えている。

【００３８】折返しミラー930は、レーザビームが突当
たる光学特性を変えるように、平坦なミラーとすること
ができ、また、円筒状曲率を持つようにすることもでき
る。レーザビームが突当たる光学特性を変更するよう
に、折返しミラーのための他の曲面形状も可能である。
折返しミラー930の曲率は、水平方向、垂直方向、又は
水平及び垂直の両方向のいずれかにすることができる。
折返しミラーは、ガラスから作るか又は樹脂からモール
ドするかのいずれかにすることができる。折返しミラー
930は、基部910に固定して取付けられる。集光ミラー93
2は、孔933を備え、その孔を通じて、折返しミラー930
から反射されたレーザビームを、走査ミラー952に向け
て通過させる。集光ミラー932は、光検出器/フィルタ・
アセンブリ936内において、走査ミラー952及び光検出器
953の両者に対面している。ミラー930、933、及び 952
の前面は、光反射コーティングが施されている。

【００３９】図29から判るように、第1回路板は、レー
ザ・ダイオード・アセンブリ911、フォトダイオード93
5、及び コイル1004に接続する。モジュールの幅を減
少することは、3つの部品間の回路板間隔を最小限にす
ることによって実現される。図3の走査モジュールの実
施形態と比較して、光検出器をレーザ・ダイオード・ア
センブリに、より近づけるよう再配置することによっ
て、集光ミラー204からフォトダイオード上へのビーム
放射の干渉が引起される。また、本実施形態において、
光検出器935をレーザ・ダイオード・アセンブリ911に、
近づけるよう配置するには、集光ミラー932を基部910の
中央領域、及び レーザ・ダイオード・アセンブリ911
から放射されたレーザビームの側方に、より近づけるこ
とが要求される。しかし、このような集光ミラー932の
位置変更のために、レーザ・ダイオード・アセンブリ91
1の前方、そして、集光ミラー932の背後に配置された折
返しミラー930は、レーザビームを、走査ミラー952上に
方向付けることを必要とされる。集光ミラーの孔933
は、折返しミラー930によって走査ミラー952上に再び方
向付けられたレーザビームを、集光ミラーが、遮断しな
いようにするために必要とされる。

【００４０】走査モジュールの高さの低減は、図28、2
9、30a、及び30bに示されるように、走査部品950の高さ
を低減することによって実現される。図30aは、走査モ
ジュールの他の部品から分離した状態の走査部品950を
示す。走査部品950は、アーム963を備える。走査ミラー
952は、アーム963の一端に取付けられる。好ましい実施
形態において、アーム963及び走査ミラー952は、単一の
樹脂ピースに射出成形される。永久磁石969は、アーム9
63の他端に取付けれれる。アーム963は、平面バネとし
ての役割を果す可撓バネを介して走査モジュールの基部
に結合される。可撓バネ965は、Mylar又はKaptonフィル
ム、のような、可撓性樹脂材料の平らなシート、又は
ベリリウム銅合金又はステンレス鋼の如き平たい帯板の
ような他の可撓部材で作られている。可撓バネ965は、
中央に長方形の切り欠き部を備えている。側面から見る
と、可撓バネ965は、図30ｂに示されるように、2つの可
撓帯板966a、966bを備えているのが判る。2つの可撓帯
板は、単一可撓バネ965の1部であるが、説明を簡潔にす
る目的で、この帯板を独立した部品として説明する。図
30aに示されるように、休止位置において、帯板966a及
び966bは、相対的に曲げられていない状態に維持され、
アーム963に対し角度をなす方向に伸びている。帯板966
a及び966b 端部967の一方の組は、アーム963に接続し、
帯板の対向側の端部968は、固定されている。より具体
的には、帯板の端部967は、適切な締付け具970によって
締付けられており、それによって、プレート972と、ア
ーム963の971の枠部材との間にクランプされる。その対
向側端部968は、プレート976と、支持台980（図２8）か
ら延出した定置アーム976の部分との間に、該帯板をク
ランプする適切な締付け具974によって、固定された支
持体に締付けられ、次に、この支持台は、基部910に取
付けられる。好ましい実施形態においては、可撓帯板96
6a及び966bは、可撓バネ965の一部であるが、可撓バネ
における長方形の切り欠きによって、帯板を分離した部
品として作り、該プレートと該枠部材のクランプ作業た
けで、相互に連結できる点に留意されるべきである。切
り欠きを有する実施形態は、アーム963に対する垂直方
向のより良い安定性もたらすため、個々の可撓帯板構造
にとって好ましいものである。走査ミラー952、アーム9
63、及び 磁石969は、走査アームの回転中心の軸線に
関して、磁石の重量が、走査ミラーの重量と釣り合うよ
うな方法で設定される。結果として、帯板966a及び966b
は、平面リーフ・スプリング部材として機能する。アー
ム963上の、走査ミラー952と磁石969との重量の釣り合
いによって、異なる向きに走査モジュールが位置を変え
ることを可能とする、走査部品950の安定した休止位置
が提供される。

【００４１】支持構造体980は、基部910に対して調整可
能である。基部は、下方から支持構造体にアクセスする
のを許容する。これは、走査モジュールに対する走査線
を適切にセンタリングするために、走査部品及び取付け
た走査ミラーの休止位置を変える必要がある場合、製造
過程での走査モジュールの位置合わせプロセスに極めて
有用である。走査部品の休止位置を調整した後、支持構
造体を、ネジ、接着剤、又は 他の固定手法によって基
部910に取付けることができる。代替的実施形態におい
て、支持体構造体調整は、底部から行ったのとは反対
に、モジュールの頂部から行うように設計することがで
きる。他の代替的実施形態において、支持体構造体は、
取除かれ、可撓帯板が、直接的に基部に取付けられるよ
うにすることが可能である。

【００４２】図28の電磁コイル1004は、第1回路板912の
下方面に取付けられ、磁石969の極近傍に配置される。
コイルは、磁石が走査部品の振動の過程で、その中に移
動できるよう設計された中空の中央部1006を有する。こ
の特徴は、コンパクトな走査部品950を提供し、その全
長を縮小するのを可能とするとともに、走査モジュール
の奥行を低減するのを可能とする。交流電流が、コイル
に流された場合には、該コイルの磁界と磁石969との間
の相互作用は、永久磁石969の振動的な動き、及び平面
帯板966a及び966bによって作られた戻し力に抗した、ア
ームの回転的振動を引起す。可撓帯板は、アーム953の
振動を引起すようにピボット軸線を中心にして、往復し
曲げられる。このピボット軸線は、可撓帯板の端部間の
ほぼ半ばに位置し、基部910の平坦部に対し垂直に伸び
る。従って、アームに取付けられた走査ミラー952は、
ピボット軸線を中心にして、円弧上を辿るように、2つ
の円周方向において往復動する。本実施形態の走査部品
アーム963が、図6の実施形態に示されたように可撓帯板
の上方ではなく、可撓帯板の側方に位置しているため、
高さが低減されている。図30a及び30bの参照番号1022
は、アーム963のドーナツ状の部分を示す。ドーナツ状
の部分は、可撓帯板966aの中央部のわずか上方に伸びて
いる。ドーナツ状の部分1022は、中空の中央部1024を有
し、回路板918（図示せず）から中空中央部1024内に、
下方に伸びるピンの振動止めとして役割をする。ピンと
ドーナツ状の部分1022の内壁との間の距離は、基部910
の面に沿ったドロップの下方のアーム963の最大の移動
を表す。

【００４３】図29に戻って参照すると、レーザ・ダイオ
ードが、レーザビームを放射する場合、この光ビーム
は、レーザ・ダイオードが、光ビームを放射する場合、
この光ビームは、経路部1010に沿って移動し、折り返し
ミラー930の反射面に突当たる。折り返しミラー930は、
このビームのを再び方向付けし、それを、経路部1012上
に反射する。反射されたビームは、経路1012に沿って沿
って移動し、集光ミラー932の孔933を通過し、そして、
走査部品950の1部である走査ミラー952上に突当たる。
走査ミラー952は、経路1014に沿って、印が付けられた
目標の表面上に向けてこのビームを反射する。ビーム
は、走査モジュール900の側部に形成された開口を通じ
て外部にでる。レーザ・ダイオードからビームが放射さ
れている間の走査器（反射体）ミラーの往復動は、ビー
ムが、印を横切る線1016を走査することを可能とする。
モジュール900が、走査器内において水平に取付けられ
た場合、結果としての走査線は、水平となり、垂直方向
のバーを有する印を走査することになる。反対に、モジ
ュール900が、走査器内において垂直に取付けられた場
合、結果としての走査線は、垂直となり、水平方向のバ
ーを有する印を走査することになる。

【００４４】印によって反射された光は、走査ミラー95
2に突当たる。走査ミラー952は、集光ミラー932上に反
射光を投影する。集光ミラーの面積は、走査ミラーの最
小投影面積と実質的に等しい大きさとされる。これによ
り、走査ミラーがある位置から、他の位置に移動（振
動）する際、集光ミラー952によって受光される光量が
均等化される。従って、走査線の長さにわたって等しい
信号を提供する。次に、集光ミラー952は、反射光を光
検出器935に反射する。光検出器935への途中で、反射光
は光フィルタ937を通過する。フィルタは、大半の光波
長を遮断するが、レーザ・ダイオードによって放射され
た光ビームの波長に対応する波長の光は通過させる。上
記孔は、光検出器の視野を最小限化する。光検出器935
は、反射光の強度に比例したアナログ信号を作り出す。
このアナログ信号は、処理され、デジタル化され、そし
て、プログラム可能なASICによって解読することがで
き、このASICは、第2回路板上に設けることができる。

【００４５】図31は、走査モジュール900の基部910の底
面、つまり、基部910の下方面を示す。切り欠き1020
が、支持構造体980の調整のために設けられている。モ
ジュールは、2つの取付け穴1022及び1023、そして、２
つの位置決め穴1024及び1025を有する。これらの穴は、
その間隔を最大化するために、基部910の底面の対角線
に沿って設けられており、また、走査器モジュールの、
各取付け構造に対するより良い支持及び位置調整を提供
する。

【００４６】従って、本実施形態の走査モジュールは、
モジュールの高さ、幅、及び 奥行の相当な低減をもた
らす。更なる走査モジュールの小型化が、光学部品の小
型化、光検出器の位置変更、出射レーザビーム、及び
目標バーコードから戻る光の光経路の修正によって、実
現可能であることを留意すべきである。

【００４７】また、開示された実施形態において、レー
ザビームの伝送/走査や反射光の集光が、同一面で行わ
れていることにも留意すべきである。モジュールは、図
1bの手持型走査器、又は 手のひらサイズのコンピュー
タのようなデータ収集装置に統合されるよう設計されて
いるため、通常、この装置は、出射ウィンドウ（図1bの
参照番号56）を備えており、これを通じて、走査線が、
装置よりバーコードに向けて出射される。また、戻され
た光が、走査モジュールの集光ミラーや光検出器に届く
途中で通過するのも同じウィンドウである。走査ウィン
ドウは、100%の透過率ではないため、バーコードに向か
う途中の出射ウィンドウの内側表面に衝突するいくらか
の光エネルギは、走査モジュールの方向に反射されるこ
とになり、従って、収集装置の内部から決して出ること
はない。この光は、鏡面反射と呼ばれる。このエネルギ
は、通常、バーコードから反射され、収集装置に戻さ
れ、走査モジュールに届く発散エネルギより大きい。走
査モジュールに対する出射ウィンドウの角度的位置は、
出射ウィンドウからの鏡面反射が、走査モジュールの走
査ミラーにぶつかるかどうかで決められる。出射ウィン
ドウが、走査線の面に垂直に位置している場合には、出
射ウィンドウからの鏡面反射は、伝送/走査面に沿って
走査モジュールに反射される。伝送/走査及び戻された
光の検出が、同一面で行われるような走査モジュールに
おいては、集光ミラーは鏡面反射のエネルギを集光し、
光検出器もそれを検出する。鏡面反射は、バーコード情
報を少しも持っていないので、それは、光ノイズと考え
られ、走査システムの解読性能に影響を与える。出射ウ
ィンドウ鏡面反射の発生を防止する１つの方法として、
走査モジュールの伝送/走査面に対し、出射ウィンドウ
を（垂直位置から）傾けることであるが、これは、鏡面
反射を、出射ウィンドウの内部表面から、伝送/走査面
とは違う面に反射させるので、走査ミラーに鏡面反射が
反射されるのが防止される。この方法の欠点は、伝送/
走査面に対し出射ウィンドウが傾斜しており、出射ウィ
ンドウの傾いた収集装置と走査モジュールとの組合せに
当てられる全奥行は、出射ウィンドウが、伝送/走査面
に対し90°に配置されている場合大きくなる。

【００４８】出射ウィンドウ鏡面反射が、伝送/走査面
に沿って走査モジュールに戻され、伝送/走査面と集光
面が一致している状況においては、この問題を対策する
他の方法は、通常出射ウィンドウ鏡面反射を集光する集
光ミラーにおける線（又は領域）を遮断することであ
る。方法の欠点は、バーコードから戻される光を集める
ための走査ミラーにおける集光領域が、減少される点に
ある。

【００４９】集光領域の減少を伴わず出射ウィンドウか
らの鏡面反射の発生を防止する他の方法は、伝送/走査
面と集光面とを分離させる方法である。例えば、走査モ
ジュールにおける光学システムの設計は、第2回路板918
上の光検出器の位置を変え、走査モジュールの基部910
に対向させて、伝送/走査面とは違う面で戻された光を
集めるように集光器を変更することが可能である。検出
面と伝送/走査面との分離によって、集光ミラーの集光
領域を犠牲にすることなく、鏡面反射が光検出器によっ
て受光されるのを完全に防止できる。また、走査モジュ
ールの基部に向って下向きに面するように光検出器を配
置することは、光検出器にぶつかる、紛れ込んだ周囲光
の量も低減する。

【００５０】上記した実施形態は、単一レーザ装置を参
照して示されたが1つ以上のレーザをモジュールの適切
に組込むことは考えられることである（例えば、以下で
より詳細に説明されるような、全デュアル・レンジ走
査）レーザは、どのような形式でも、例えば、既存のレ
ーザ、レーザ・ダイオード、又はその組合せ、でもよ
い。このような装置が、図7bに示され、ここでは、全体
的に300で示される走査アセンブリ、310aで示されたよ
り遠くを走査する遠方走査器、及び 310bで示される近
くの物を走査する近接走査器が加えられている。遠方走
査器は、折返しミラー310cによって近接走査ビームと共
通のミラー359に、直接、方向付けられている。

【００５１】図１bを参照すると、図２乃至６、又は
図７で示された走査モジュールの（以下でより詳細に説
明される）１つの可能性のある実施形態が示される。図
から判るように、モジュール400は、銃形状型の走査器1
0内に簡潔に設けられ、配置されている。しかるべき所
には、これまでの説明を通して使用されたものと同じ参
照番号が使用される。モジュール400は、相応しい手段
で固定され、出射ビームが、走査ウィンドウを通じて走
査方向に出るように整列されている。回路板416、418の
どちらか１つを、銃グリップ型手持式走査器の中に選択
的にに設けることができ、又は、図示されるように、付
随的なPCカードを手持式走査器とは別に備えても良い。
このような装置の製造が簡単であるということは、内蔵
型走査モジュールが、銃型走査器内に、簡潔に配置さ
れ、適切に固定されているのが、証拠となろう。付随的
PCカード61を装備する場合には、同様に手持式走査器に
簡単に固定し、既存の方法でモジュール400に接続する
ことができる。結果としての装置は、本発明のモジュー
ルによってもたらされる低減されたサイズ、重量を共に
備えた銃型走査器の恩恵を受けることになる。

【００５２】可撓支持構造体は、お互いに実質的に直交
する２つの方向で走査するビームスポットを持つように
修正することができる。多くの異なる走査用途で、異な
る2つの方向での走査が求められている。そのような例
の１つは、コード形式の印を横切るように移動し、その
場所を見つけ、コードの正確な読取りを充分可能とする
走査パターンを持つ。2方向走査例は、2つの異なる次元
を持つコード化された印の走査に関係する。

【００５３】2次元バーコードは、一連の列、つまりラ
インの光学的にコード化された情報である。各列は、Ｘ
方向（水平方向）において方向付けられており、複数の
列は、１つは上記のように、他は、Ｙ軸（垂直方向）に
方向付けられている。各情報の列、つまりライン、は、
一連のコード化されたシンボルからを含み、各シンボル
は、一連の明暗領域からなり、典型的には長方形であ
る。

【００５４】暗領域の幅、バー、及び/又は バー間の
明間隔の幅は、 各列つまりラインのコード化された情
報を示す。2次元バーコードは、一般的な1次元コード以
上の相当のコード化情報を伝達可能である。2次元の印
を読取るには、ラスター又は類似の形式の走査パターン
で印を走査することが望まれる。このような走査器パタ
ーンにおいては、極めて多数の実質的に水平で、実質的
に平行な走査線が、上方水平方向から、続いて、複数の
中間的水平走査線から下方水平走査線までを含み下方か
ら、印を包含する望ましい走査域を一様にカバーするよ
うに、印を横断すする。このような、ラスター形式走査
パターンを得るため、走査部品は、2つの方向への往復
動機能を支える必要がある。また、Ｘ方向のスポット走
査動作を生み出す第1方向における振動周波数は、通
常、Ｙ方向のスポット走査動作を生み出す第2方向にお
ける振動周波数より相当高い。

【００５５】図7aは、モジュールの他の実施形態を表
し、以下の2点を除き、図2の実施形態と同じである。１
つは、無線周波数送信器450が、プリント回路板に取付
けられ、遠隔ホスト装置に電気信号を同報通信するため
に、送信アンテナ452に結合されている。信号は、デジ
タル化されるか、走査器により生成された解読された信
号のいずれかとすることができる。結果としての「無線
走査モジュール」は、無数の用途に用いることができ
る。

【００５６】また、図7aは、第2ケーシングを示し、こ
のケーシングには、反射体359に突当たるように、折返
しミラー212の孔を通じ経路部108に沿って光ビームを放
射するための、他のレーザ・ダイオードが取付けられ
る。この「デュアルレーザ」モジュールは、複数の線で
の走査用途に有用である。

【００５７】本発明は、1又は2次元バーコードの読取り
について説明されたが、そのような実施形態に限定され
ず、より複雑な印の走査用途にも適用できる。また、本
発明の方法は、様々なマシンビジョン、又は、文字のよ
うな他の形式の印や走査されるものの表面の特徴から情
報を引出す光学的文字認識に使用するために用途を見出
すことができる。

【００５８】様々な実施形態の全てにおいて、走査器の
部品は、非常にコンパクトなパッケージに組立てられ
る。このモジュールは、様々な異なる形式のデータ収集
システムのための走査エンジンとして、置換え可能に使
用できる。例えば、1つ以上モジュールは、手持型走査
器、や 可撓的に取付けられた、又はテーブル表面を覆
って伸びるように取付けられた、又はより洗練されたデ
ータ収集システムのサブ・コンポーネント又はサブ・ア
センブリとして取付けられたテーブル・トップ走査器
に、代替的に使用できる。複数のモジュールは、部分的
に位置決めができ、いくらかの重複した基準面、つまり
視野、の、走査又は画像化できる。このようなコンポー
ネントに関係する装置制御又はデータラインは、モジュ
ールが電気的に関連する他のデータ収集システムに接続
できるように、モジュールの端部又は外表面に取付けた
電気的コネクタに接続することができる。

【００５９】個別モジュールは、それと関連する、つま
り、任意の作業距離における操作性、又は特定のシンボ
ルや印刷密度における操作性に関連する特定の走査又は
解読特質を持つことができる。また、この特質は、モジ
ュールに関連する手動設定の制御スイッチによって規定
することができる。また、利用者は、データ収集システ
ムを、異なる形式の物を走査するために使用することが
でき、又は このシステムを、簡単な電気コネクタを使
用してデータ収集システムに関するモジュールを置換え
ることによって異なる用途に使用することができる。

【００６０】また、上述した走査モジュールは、キーボ
ード、表示部、プリンタ、データ記憶部、アプリケーシ
ョン・ソフトウエア、及び データベースのような1つ
以上の部品を含む蔵データ収集システムの範囲で実施で
きる。また、このようなシステムは、データ収集システ
ムが、地域情報ネットワークの他の部品と、又は 電話
通信ネットワークと通信できるようにする通信インター
フェースを含むことができ、これらとして、モデム、又
はISDNインターフェース、又は 携帯端末から固定局へ
の赤外線や低出力無線同報通信のいずれかを利用でき
る。

【００６１】図8を参照すると、全体的に500で示された
走査モジュールの代替的装置が示されている。このモジ
ュールは、全体的に512で示されるレンズシステムを介
して伝えられる走査ビームを生成するレーザ510を備え
る。先の実施形態のように、走査ビーム511は、ミラー5
20に入射し、このミラーは、全体的に矢印513及び514で
示されるようなビームを走査するように、ピボット軸線
521を中心にして振動するよう設定されている。組立て
体は、回路板501上に取付けられ、この回路板は、（先
の実施形態に関連して説明したように）壁を形成する回
路板502に相互に連結されている。上述したように、更
なる回路板（図示せず）が、ベース回路板501と平行に
取付けられている。モジュール500を取付ける手段が、5
03及び504に設けられる。受光・フォトダイオード及び
フィルタ、ルーバ のような相応しい情報処理手段が設
けられる。これらの部品は、一般的に知られている方法
で、反射光を受光し、処理し、ベース回路板501典型的
なのサイズに関連しては説明したように、寸法A及びBに
関しては、A = 0.7"（17.8mm） 及びB = 0.75"(1
9.1mm)である。典型的な高さは、0.42"(10.67)の領域で
ある。

【００６２】図8に示される装置は、例えば、上述した
寸法を有する小型走査部品用に特に適している。先のモ
ジュールにおいて、重量の釣り合わすのが難しい結果と
してこのような小型モジュールに生じる照準誤差につい
て言及したが、これは、更にドループ（droop）の問題
も引起す。これは、特に、上述した低周波走査を実現す
る上で問題となる。本発明は、図示した特定のミラー構
造形を使用することによって、この問題を克服する。そ
の構造形をより詳細に見ると、ミラー520は、永久磁石5
21に、又はそれとともに共通ボディ上に取付けられてい
る。このミラーシステムは、ミラー520、及び ピボッ
ト軸522によってベース板501にピボット結合され、固定
点523に対して揺動する永久磁石521を備えている。ミラ
ーシステムは、ピボット軸522の１側から、ピボット軸
に対し垂直に伸び、ミラー５２０及び永久磁石521は、
ピボット軸522に対し垂直に伸びる法線に対して反対方
向を向いている。ミラーシステムは、走査動作のため
に、コイル524によって駆動され、このコイルは、図2乃
至6の実施形態を参照して説明したように、交流磁界を
作り出す。交流磁界は、走査動作を起こすため、永久磁
石521を揺動するように駆動する。この構造形は、ミラ
ー520及び永久磁石521が、いずれも、ピボット軸の対向
する側ではなく、ピボット軸522の同じ側に配置されて
いる点が図2乃至6を参照して説明したものと少し相違し
ている。システムの小型化という観点では、慣性モーメ
ントを増加させ、満足できる値まで振動周波数を下げる
ために、ミラーシステムに充分な質量を与えるのは難し
い。例え、質量を加えることができたとしても、それは
ドループを誘発し、質量を増すほどその問題は大きくな
る。これは、永久磁石521の周辺のベース板501に設けら
れた磁気部品530を導入することによって、図8に示され
た実施形態で克服される。部品530は、例えば、ベース
板501から突出した鉄製の棒である、鉄棒530と永久磁石
521との間の磁気的相互作用により、永久磁石521、そし
てミラーシステムは、全体として鉄棒と一列になるよう
にバイアスがかけられる。これにより、ミラーシステム
の質量の効果的な増加が実現され、照準誤差/ドループ
は減少する。勿論、鉄棒は、他の相応しい磁気材料と置
換えることができることは考えられるであろう。

【００６３】本発明の他の観点によれば、走査環境にお
ける周辺光の干渉に関連した問題を克服するようにした
走査モジュールシステムが提供される。この問題は、特
に、非再帰反射（nonretro-reflection）バーコード走
査システムとなることであり、ここでは、デコーダは、
走査器によって生成されたビームを読取れないばかり
か、周辺光さえ集光しない。これは、特に、周辺が非常
に明るい状況において、性能を低下させる。考えられる
ように、この問題は、反射光から、周囲光の状況から生
じるノイズをフィルタ除去するために、適切なフィルタ
を設けることによって対処できる。ノイズの空間フィル
タリングは、反射バーコードからの受けた光によって作
られる走査パターンにより決定される。ノイズのテンポ
ラル・フィルタリングは、反射バーコードからの受けた
光によって作られる波形により決定される。スペクトル
・フィルタリングは、一般的には、以下の要素で決定さ
れる。 a) 可視レーザ・ダイオード（VLD）の製造バラツキに
よる波長変化 b) VLD 経年変化による波長変化 c) 所定のVLDに関する温度による波長変化 d) 光伝送の受光角度への依存度 e) VLDのマルチ・モード・レイジング

【００６４】上記全ての要素に適応するため、フィルタ
は、一般的に、約70nmの帯域幅を持っている。これは、
単一VLDモードのスペクトル幅より広いレベルにあり、
結果として、周辺光の状態により生じる不必要なノイズ
が高い割合で残ってしまう。更にフィルタリングのパラ
メータは、走査性能への影響なくして変えることはでき
ない。

【００６５】図9を参照すると、本発明によって与えら
れる１つの解決が示される。この構造は、固定されたフ
ィルタ及び調節可能な波長を有するVLDを備える。調整
されるパラメータは、VLDの温度である。

【００６６】走査モジュールは、全体的に540で示され
る。以下で説明される部品は、以上の実施形態に関連し
て説明した単一モジュール型 又は 他の適切な形態を
備えることができることは考えうることであろう。モジ
ュール540は、読取りビーム542を放射するレーザ541を
備える。ビーム542は、反射体543により、走査システム
544に向け方向を変えられ、この走査システムは、矢印A
で示される方向に往復動することによってビームを走査
するよう動く事ができる単一の反射体によって図面に示
されている。結果としての走査ビームは、主ビーム555
によって図示され、走査境界は破線556、556'で示され
ている。レーザ541の波長を調整するため、調整パラメ
ータである温度を使用して、公知の方法で、サブ・マウ
ント又はチップの形で組込むことが可能なレーザ541
が、熱電気冷却/加熱ユニット560上に置かれる。熱電気
冷却ユニット560は、公知の如何なる形式でも、例え
ば、温度が、そこを流れる電流の値又は方向によって変
化するような形式のものでよい。その結果、レーザ541
の波長は、フィルタの通過帯域以内に維持することがで
き、これによって、検出器（図示せず）、狭い通過帯域
を使用できる。

【００６７】温度は、様々な方法で制御でき、通常は、
フィードバック信号が使用される。例えば、反射体543
は、部分的に銀被覆し、読取りビーム542の大部分は反
射するが、561で示すように、読取りビームの一部は移
送する。補助検出器562をモジュール上に設けることが
でき、又は 適切に走査ハウジング内に保持することも
できる。補助検出器526は、読取りビーム561の移送部分
の波長をモニタし、読取りビーム542の波長を、フィル
タの通過帯域範囲内に維持するために、冷却/加熱ユニ
ット560に対し制御信号を送り、これによって、望まし
い温度が達成される。制御信号は、制御ライン563を通
じて送られる。この方法における温度制御の方法は、通
過帯域範囲内で望ましい最高応答性を提供するように補
助検出器を調整することである。

【００６８】この構成は、読取りビーム562の波長を望
ましい範囲内に維持することを可能とする。結果とし
て、フィルタは、帯域幅を大幅に減少でき、波長のドリ
フトは、緻密に制御することができる。従って、周囲光
の状態から生じる無関係なノイズの大半は、信号をノイ
ズと性能に対して改善するように、フィルタで除去でき
る。

【００６９】図9に示される実施形態は、特に、要素a)
からc)、つまり、製造のバラツキ、経年変化及び温度に
より生じる波長変化の対応策として良く適合する。この
実施形態が改善された性能を発揮することは理解される
であろう。

【００７０】性能は、光伝送の受光角度への依存による
波長変化を考慮に入れた図10に示される実施形態を使用
することによって更に高められる。これは、補助検出器
走査システムの下流に置くという補助検出器の位置の変
更によって達成される。従って、方向変え反射体543
は、全体を銀被覆することができる。代わりに、より部
分的に銀被覆されたミラー565が、全走査域をカバーす
るように、走査システムで反射されたビームの経路内に
配置され、それによって、番号556、556'で示される境
界内のビームの一部は反射され、反射体565によって方
向が変えられる。検出器566は、読取りビームの方向を
変えられた部分を検出する。検出器566は、読取りビー
ムの波長（図9を参照して説明した検出器562と類似した
方法で）も検出し、走査角に関して瞬時の情報を提供す
る。この情報は、制御器567（如何なる相応しい処理装
置でも使用できる）に与えられ、これに従って、冷却/
加熱ユニット560の温度が制御される。勿論、制御装置5
67は、検出器566と一体にすることができ、又は 全体
としてモジュール542の制御器の一部として構成しても
よい。従って、レーザ541は、受光角度に依存した光伝
送における変化を補正するよう制御される。冷却/加熱
ユニット560及びレーザ温度は、本実施形態で使用する
場合には、走査角度の変化に従って、充分な速度で変わ
る必要がある。勿論、これは充分に遅い走査速度を実現
し、また、より早い走査速度は、冷却/加熱ユニット560
及びレーザ541システム全体の熱質量を最小限とするこ
とによって生じさせる。

【００７１】更に、本システムは、要素e)の結果によっ
て引起される変化を考慮して、つまり、いくらかのVLD
は、いくつかのスペクトル・モードでレーザを発する
が、単一の長手方向においてレーザ光を発する適切なVL
Dを選択することによって、改良することができる。こ
の要件を満足する様々なVLD、例えば インデックス・
ガイデッドVLD、 が知られている。VLDが、少ないモー
ドでレーザを発するのであれば、改善は認められるであ
ろうが、それらわ顕著ものではない。

【００７２】他のアプローチとしては、固定された波長
のVLDを組込み、調整可能なフィルタを使うことができ
る。このケースでは、補助検出器562から受けた信号、
又は波長と走査角度検出器とを制御組合せ、これをフィ
ルタに供給し、レーザ541の波長における変化をフィル
タがフォローする。相応しいフィルタは知られており、
例えば （Optical Engineering Vo.6 11月12月P 805 -
845）、ここでは、電気的に調整される光学スペクトル
・フィルタに関するいくらかの記事が集められている。
考えられるように、本システムの残る特徴は、これらの
説明と同様に、図9及び10を参照して行う。

【００７３】本発明の更なる観点によれば、低品質の一
次元バーコード・シンボルの読取りを改善することにあ
る。長軸バー方向と平行な、つまり図11に示されている
ような間隔と方向、楕円形の断面積を有する読取りビー
ムを使用して一次元バーコード・シンボルを読取る場
合、精度が向上することは知られている。読取りビーム
スポットは、570で強調されており、走査は、バーコー
ド・シンボル走査は、571に沿った矢印Ｂで示されてい
る、読取りビームスポット570は、楕円形であり、バー
の方向と平行な長軸を有し、走査方向と垂直である。そ
の結果、垂直方向におけるバーコードの欠陥の平均化は
行われる。

【００７４】走査器の用途を広げるため所定の走査器の
作動範囲を拡大することが望まれている。走査器の高密
度バーコード (3から10ｍｍ) に関する作動範囲を拡大
するため、作動範囲の遠端は、走査方向におけるレーザ
集束開口を増加することによって増加させることがで
き、一方走査範囲の近端は、ビーム・ウエストを開口に
近づけることによって減少させることができる。これ
は、図12に示されている。レーザ575は、円形集束開口5
77に沿って、ビーム576を放射する。ビーム576は、wで
強調したウエストを有する。走査方向（矢印Bによって
再度示す）における開口を増加させることによって、作
動範囲は増加するが、ビームのウエストは減少する。結
果として、粗悪な印刷のバーコードが、レーザ・ウエス
トの近傍で走査される場合には、読取りビームスポット
の大きさは、増大し、その結果、走査方向におけるバー
コード・シンボルの不完全さに起因して、平均化ができ
ず、それは読出した信号のノイズを生むが、走査線に垂
直に拡大された楕円状スポットを使って、このノイズを
フィルタリングすることができないため、ノイズの原因
となる。この作動範囲の拡大に伴う性能低下を排除又は
減少させることが望まれている。

【００７５】本発明は、システムのパラメータを特定す
ることによって、公知の構成での問題を解決し、その改
善の状態、つまり、集束開口形状、を変えることができ
る。特に、好ましい形状は、以下で説明する。集束開口
形状が最適化されると、走査器作動範囲を犠牲にするこ
となく、レーザ・ウエストを、増加することができ、そ
れに応じ低品質のバーコード・シンボルで生じたノイズ
に対し改善された信号とすることができる。

【００７６】既存の開口形状は、通常円又は矩形であ
り、走査器作動範囲を増加させるために使えるパラメー
タは、開口サイズ及びウエストの位置だけであり、この
ため、上記したようにビーム・ウエストが減少し及び作
動範囲が増加していた。様々な代わりの開口の形が図13
aに示される。図13aを参照すると、階段形状を持つ最適
化された開口が示されている。この開口は、対称的に配
置された一連の矩形A１、A２、A３、A１'、A２'、A3'に
よって形成されていると考えることができる。各対A１
A１'等は、走査方向に異なる長さの辺を持っている。
（矢印Bで再度示す）最も幅広の矩形は、中央に見ら
れ、最も狭いものは上側と下側に見られる。

【００７７】製造を容易とするため、そして鋭角コーナ
ーでの光の散乱を低減するため、様々な代わりの滑らか
な形状を図13aに示される形に近づけるように選択する
ことができる。例えば、図13ｂに示されるように、角を
丸くしたダイアモンド形状又は 図13cのように、上方
及び下方に角を丸くした突出部を有する円形を使用でき
る。事実、図13に示された最適化した開口形状は、MTF
解析のよって到達した。ここで、MTFは、開口関数に関
する重畳積分である。ここからMTF解析を使って開口形
状の数学的処置に話をすすめる。

【００７８】走査器は、６、7.5、29、及び55 milコー
ドの読取りをしようとしていると仮定しよう。通常、走
査器作動範囲の最適化の後、最も高いコード密度（本例
では6mil）に関するMTFはFig.14にクロス・マークされ
た曲線によって示されたような目標距離に対して変更さ
れる。デジタイザMTF＞15%での読取りを可能にするもの
と仮定する。示された例では、0.027"(0.686mm)の幅の
長方形の開口を持つ走査器は、6milバーコード関し、2.
5"(63.5mm)から9"(228.6mm)の作動範囲を提供する。6mi
lバーコードに関するMTF曲線は、走査器から5"130mmの
ビーム・ウエストの位置において、最高値45%で到達す
る。最高MTFは、閾値が15%であるのに対し、これをはる
かに越えているため、走査器性能には何も加えられてい
ない。その代わり、走査器は、印刷欠陥、を表す空間周
波数がより高く設定されており、ノイズレベルは、ビー
ム・ウエスト周りのビームを増加する。理想的には、フ
ラットなMTF曲線が閾値の直ぐ上にあるのが望ましい。
つまり、ビーム・ウエストは、MTF曲線がフラットにな
るまで増加できる。

【００７９】従って、MTF曲線の形状を制御する自由度
が広がる。つまり、1次元バーコードを読取る場合の開
口形状の自由度が広がるということである。図13aに示
された開口に関して、走査方向X1, X2、及び X3に沿
った、異なる辺を持つ、3つの長方形領域からなり、MTF
が、開口関数に関す重畳積分であることを考慮して、以
下の式によって、示された開口のMTF演算することがで
きる。 MTF=(MTF1.S1＋MTF2.S2+MTF3.S３+...)／（p1+p2＋P
3...) ここにおいて、MTFｉ は、開口のｉ番目のゾーンのMT
F、Pｉは、ｉ番目のゾーン内でのレーザビームのパワー
である。従って、開口を整形することによって、より設
計の自由度を高めることができる。6mil（６×25,4μ
ｍ）コイルのためのMTFに提供された開口の例はFig.13a
に示される。7.5mi２０mil、５５mil コードに対し演
算されたMTFは、各々Fig.15から17において実線で示さ
れている。6mil 未満の印刷欠陥もフィルタで取除ける
ことが期待できる。開口形状の最適化による他の可能性
は、低密度のバーコード(40、55mil)に対する作業範囲
を拡大することである。高い密度のバーコードに広い作
業範囲が維持され、人が図16及び17からそれを知る事が
できたときに。

【００８０】図１４を参照すると、「ダイアモンド」開
口と６マイルコードに関するＭＴＦ関数曲線は次式で与
えられる。

【数１】 ここで、ｗｂはコード密度、Ｚは開口からの距離（ｍ
ｍ）、ｘはレーザとレンズの焦点面（μｍ）、ｅはレー
ザの広がり角およびＡｘは開口の関係部分の開口の大き
さ（インチ）である。数値は図１３の実施の形態に関連
して与えられる。先に定義されたように距離ＷＲは動作
範囲であり、ＭＴＦ曲線は、矩形開口（×印の曲線）と
最適開口（実線）とを示している。ＭＴＦ＝１５％の閾
値は点線で示されており、動作範囲ＷＲを定めるもので
ある。

【００８１】図１５から１７は、同様の規則を使用する
が、各々7.5マイル、20マイルおよび55マイルに関する
ものである。動作範囲の向上が▲ＷＲで示されている。
図１７に関して、２０％の閾値が選択されており、前述
のように、このような低い低密度のバーコードに対して
実現可能である。

【００８２】本発明の他の態様は、小型走査モジュール
に関する死角低減の問題を扱うものである。図１９を参
照すると、小型の非再帰集合（非再帰反射）１次元およ
び２次元走査モジュールの性能を向上するための従来の
デザインが上から示されている。一対のレンズ600，601
は、走査器モジュール605内の各検出器（例えばフォト
ダイオード）602,603に対応しており、走査器モジュー
ル605は、例えば、本発明の別の実施例を参照して説明
した形式等いかなる形式であってもよい。走査器モジュ
ール605のレーザなどの他の部品は図示されていない。
レーザは視野を縮小するので、背景雑音と周辺光とを取
り除くものである。また、レーザ600,601は、各々検出
器602と603の信号収集領域を拡大するので、信号対雑音
比が高まる。両検出器602,603からの信号は、従来形式
の（図示せず）加算手段により加算される。各々の検出
器の視野が、各々対向する斜線域604と605とで示されて
おり、距離Ｌ_dで示されている、オーバラップしない
「死角」が領域が存在している。この領域内では、この
ゾーン内の印刷証印を走査しようとすると変動信号が生
じる。特に、加算信号の中央値は、ゼロかこの端部の２
倍の振幅である。死角は非デコード領域を定め、その結
果として、「突出部」または物理的な走査モジュールの
出力窓近傍の符号化は達成できない。このような符号化
はしばしば望ましいものであり、「死角」をカバーする
視野を得るためにフォトダイオードを後に動かす場合に
は、動作範囲が失われることになる。

【００８３】本発明で提案した問題解決手法が、図２２
の平面図に示されている。さらに、２個の検出器602、6
03に加えて、第３のフォトダイオード検出器606がモジ
ュール605の中心部に配置されている。第３のフォトダ
イオード検出器606の視野が破線で示されており、さら
に符号607で表されている。第３のフォトダイオード検
出器606は、死角内の信号を検出でき、主検出器602、60
3の動作範囲を犠牲にすることなく、さらなる動作範囲
を与えるものである。走査検出器605に接近した信号
は、比較的良質であり、一層遠く外部に出た信号に比べ
て相当大きいので、小型の検出器で十分である。２個の
大型検出器がこの領域を十分カバーしているので、小型
のフォトダイオード検出器は距離Ｌ_dを越えてデコード
する必要はない。小型検出器606は、特に、軸上の端部
近傍の証印（indicia）のデコードを助けるものであ
る。適当に大きいと思われるパターンのために、レーザ
路は適切なミラーシステムにより折り返される。２個の
主検出器602、603は遠く離れて移動しなければならない
が、前と同じようにフォトダイオード検出器606は死角
をカバーするのでこの状況を緩和する。本発明による、
装置の側面図と前面図とが各々図２３と２４に示されて
いる。

【００８４】本発明の更なる態様によれば、現行部品の
変更を最小限にまたはまったく伴うことなく、マルチ・
ビット性能を得ることが望まれる。種々のマルチ・ビッ
ト走査モジュールが良く知られている。この特徴は、例
えば、前述の図１から７を参照して検討したような形式
であって、特に、走査入力信号、走査信号デジタイザ、
およびアナログ信号微分回路と出力とを有するデジタル
化信号出力、とを含んでいる、走査モジュールまたはエ
ンジンに組み込まれたことである。従来の走査モジュー
ルに設けられた小型の回路基板には、追加のマルチ・ビ
ット回路構成のための余地がないので、アップリケ−シ
ョン固有集積回路（ＡＳＩＣ）を導入しなければ、その
ような部品のマルチ・ビット版を導入することは実現で
きないと従来から考えられている。さらに、マルチ・ビ
ット走査モジュールは、たとえそれらが成し遂げられて
も、現行の全ての携帯端末のデコーダと不適合である可
能性がある。

【００８５】本発明は、改良された方法のマルチビット
デコーダと接続するためのモジュールの場合には、現在
の走査モジュールを維持しつつ、現行の部品を利用する
ことで、これらの問題点を解消するものである。

【００８６】本発明の実施例が図２５に示されている。
図２を参照して説明した形式の走査モジュール（しかし
如何なる適切なモジュールも利用できる）が620に示さ
れている。信号処理に関連する部品のみが示されてい
る。モジュール620は、入力信号621と、アナログ入力信
号をデジタル出力623へ変換するよう構成されたデジタ
イザ622とを含んでいる。デジタル出力は、インターフ
ェイス・ピン624に適用される。このことは、走査モジ
ュールが、適切なデコーダ・モジュールと接続するよう
構成された、真のモジュラーの様式で利用されることを
可能にする。デジタイザー622に加えて、アナログ信号
の微分回路620も設けられている。微分された出力信号6
26は、第2インターフェイス・ピン627に適用される。従
来の非マルチビットシステムは第2インターフェイス・
ピンを利用していなかった。

【００８７】図２６を参照すると、デコーダ・モジュー
ル620が示されている。非マルチビットでの逆符号化の
ために、インターフェイス・ピン624から受信したデジ
タル化信号623をデコーダ631で逆符号化する。微分信号
626のインターフェイス・ピン627は使用されておらず、
デコーダは走査基板620上のデジタイザ622からの標準的
なデジタイザのバー・パターン信号を利用している。

【００８８】マルチビット性能は、デジタイザ622から
のデジタル化されたバー・パターン信号と共に微分回路
信号626を使用することによって、適切なデコーダで達
成できる。アナログ／デジタル変換器632がデコーダ・
モジュールにその一部として含まれている。走査エンジ
ンからのデジタル化信号の遷移を検出した場合、デコー
ダ631は、アナログ／デジタル変換器632が微分信号をサ
ンプルするよう、ライン633を介してコントローラ634に
信号を送る。従って、アナログ／デジタル変換器632
は、ライン635を介してデコーダ631にエッジ強さの情報
を与える。走査モジュールデジタイザ622は、エッジの
位置および極性に関する情報を供給する。マルチビット
信号処理に関する主たる原理は良く知られた技術であ
り、ここでは詳細に検討しないが、重要なパラメータは
モニターすることもあると考えられる。アナログ／デジ
タル変換器632は、デコーダ基板上の集積回路と別個で
あってもよいし（図２６に図示されるように）、または
デコード・マイクロプロセッサのチップに含まれていて
もよい。適切なマイクロプロセッサのチップは東芝製で
ある。

【００８９】入力信号621に２つの正エッジまたは負エ
ッジが連続して存在する場合、従来のデジタイザは非常
に敏感であり、従来の方法では、２つの正ピークの間の
非常に小さな負ピークであっても、また逆も同様にデジ
タイザ622は全てのエッジを検出し、弱いピークが強い
データによって無効とされることがある。このことは、
信号処理の性能低下の重大な原因とならないことが分っ
ている。

【００９０】図１８は走査モジュール620とデコーダ・
モジュール630との間の接続を概略的に示す。改良され
たマルチビットモジュール装置は、さらに装置の互換性
とモジュール性とを高め、さらにここに説明した基本的
な再帰反射走査モジュールの幅広いを応用性を高めるこ
とができるよう、図１〜７または図２８〜３１を参照し
て検討したデザインに組み込めることが分る。

【００９１】本発明の他の態様によれば、デュアルまた
は多重レーザ、特にデュアル・ダイオード性能のスキャ
ナ機能を、所望の大きさ／人間工学への配慮に合致する
よう、さらに小さな応用例に組み込むことが望まれる。

【００９２】実施の形態が図２７に示された本発明によ
れば、デュアル・ダイオード（ER）装置は、長距離走査
にピントが合わされた第1のレーザ700と、短距離走査に
ピントが合わされた第2のレーザ702とを含んでいる。所
望の小型化のために、長距離レーザ700は短距離レーザ7
02も背面に背中合わせに配置されている。長距離のレー
ザビーム704は短距離レーザ702の周囲で、ミラー706と7
08とにより折り返されてれている。短距離レーザビーム
710はミラー712により折り返されている。一つの実施の
形態によれば、２本のビームは「特殊ミラー」716を介
して714で再結合される。特殊ミラーは部分的に銀メッ
キされ、または溝をつけられており、短距離ビーム710
は反射するが、長距離ビーム704は伝送する。もしく
は、特殊ミラー716は長距離ビーム路704からオフセット
させて、長距離ビーム路704を通過させることも可能で
ある。

【００９３】サイズを小型化できることに加えて、この
システム設計は、利用可能な場所に単に追加部品を含め
ることでの現行のモジュールを利用して組み込めること
がわかる。ここに説明したモジュラー装置を使用する場
合、追加のレーザと部品とを追加することは容易であ
り、現行の部品の適合性と再利用性とを増すものであ
る。図２７の構造は上述の図１−６および２８−３１を
参照して説明したモジュラー構造に組み込むことができ
ることがもちろん認識できる。

【００９４】上述の各々の特徴、または２つ以上が組み
合わさって、上記の形式とは異なる、別の形式のスキャ
ナまたはバーコードリーダの有用な応用を見出すことが
できる。本発明は、電気光学リーダに関する具現化され
た再帰反射走査モジュールにより例示され説明されてい
るが、その詳細に限定されるものではなく、本発明の精
神から逸脱することなく種々の変形と構造変更を行うこ
とができる。

【００９５】更に詳細な検討を行わなくても、前述のも
のは本発明の要旨を十分に示しているので、第３者が、
現在の知識を用いて、この観点または従来技術から、本
発明の包括的なまたは特定の態様の本質的な特質を完全
に構成した特徴を省略することなく、種々の応用を容易
に行うことができる。従って、このような適合性は、以
下の請求の範囲の意味およびその均等物の範疇に含まれ
ている。新規でありかつ特許証で保護されるべき請求の
範囲は添付の請求の範囲に記載されている。

【図面の簡単な説明】

【図１a】従来技術を示す概要図である。

【図１b】本発明による手持式銃型走査器の概要図であ
る。

【図２】明快にするため特定部分を除いた状態の、本発
明による走査モジュールの1実施形態を示す透視図であ
る。

【図３】モジュールの内部を示すため、再び特定部分を
除いた状態の図2のモジュールを示す平面図である。

【図４】図2のモジュールの左側側面図である。

【図５】図2のモジュールの右側側面図である。

【図６】図2のモジュールの駆動部を示す側面図であ
る。

【図７a】本発明による走査モジュールの他の実施形態
を示す透視図である。

【図７b】本発明による走査モジュールの他の実施形態
を示す平面図である。

【図８】本発明の他の観点による走査モジュールを示す
図。

【図９】本発明の他の実施形態による走査器を示す図。

【図１０】図9に示された走査モジュールの他の実施形
態を示す図。

【図１１】基準バーコード・シンボル及び読取りビーム
スポットを示す図。

【図１２】レーザ集束開口及びビームを示す図。

【図１３a】改善された開口形状を示す図。

【図１３b】図１３aの改善された開口形状より他の開口
を示す図。

【図１３c】図１３aの改善された開口形状より他の開口
を示す図。

【図１４】６mil（約１５０μｍ）密度コードのための
開口形状をに基づく基準MTF曲線を示す図。

【図１５】7.5mil（約１９０μｍ）密度バーコードのた
めの開口形状をに基づく基準MTF曲線を示す図。

【図１６】20mil（約５００μｍ）密度バーコードのた
めの開口形状をに基づく基準MTF曲線を示す図。

【図１７】55mil（約１４００μｍ）密度バーコードの
ための開口形状をに基づく基準MTF曲線を示す図。

【図１８】走査モジュール及びデコーダとモジュールと
の間の相互連結を示す図。

【図１９】従来の2つのフォトダイオード及び検出器を
示す平面図である。

【図２０】図19のシステムを示す側面図である。

【図２１】図19のシステムを示す正面図である。

【図２２】本発明による改善された検出システムを示す
平面図である。

【図２３】図22のシステムを示す側面図である。

【図２４】図22のシステムを示す正面図である。

【図２５】従来の走査モジュールを示す概要図である。

【図２６】本発明の他の観点によるデコーダ・モジュー
ルを示す図。

【図２７】本発明の他の観点による「バック・ツー・バ
ック」デュアルレーザ配置を示す図。

【図２８】明快にするため特定部分を除いた状態の、本
発明による図2の走査モジュールの他の実施形態を示す
透視図である。

【図２９】モジュールの内部を示すため特定部分を再び
取除いた図28のモジュールを示す平面図である。

【図３０a】図29のモジュールの駆動部を示す平面図で
ある。

【図３０b】図29のモジュールの駆動部を示す平面図で
ある。

【図３１】固定及び位置決め穴を示す図29のモジュール
における基部を示す底面図である。

【符号の説明】

１０２、１０４、１０６ 経路 ２００ 定置ミラー構造 ２０２ プラケット ２０４ 集光ミラー ２０６、９３５ 光検出器 ２０８ ハウジング ２１０ フィルタ ２１２、９３０ 折返しミラー ３００ 支持構造体 ３０３、３２６ 部材 ３０５ 第１アーム ３１１ 直線部 ３２１、３２３ 帯板 ３２５ 締付け具 ３２７、３３１ プレート ３３３、１００４ 電磁コイル ３３４ ブラケット ３３５ 支持台 ３３７ 定置アーム ３５９ 走査反射体 ４００、９００ モジュール ４０６、９０６ 中央領域 ４０８ ボルト ４１０、９１０ 基部 ４１２、９１２ ケーシング ４０４、４２０、９０２、９０４ 端領域 ４１６、４１８ 回路板 ４１９ 集積回路 ９１１ レーザ・ダイオード・アセンブリ ９１８ 第２回路板 ９３１ 孔 ９５０ 走査部品 ９５２ 走査ミラー ９６９ 永久磁石 １００４ 駆動コイル １０２２、１０２３ 取付け穴

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 エドワード ディー バーカン アメリカ合衆国 ニューヨーク州 11764 ミラー プレイス エンチャンティド ウッズ コート ３ (72)発明者 ポール ドヴォーキス アメリカ合衆国 ニューヨーク州 11733 イースト シトーケット ティンカー ブラッフ コート 14 (72)発明者 ボリス メトリツキー アメリカ合衆国 ニューヨーク州 11790 ストーニー ブルック アコーン レー ン 23 (72)発明者 ラジ ブリッジラール アメリカ合衆国 ニューヨーク州 11779 ロンコンコマ ヴィクトリー ドライヴ 245 (72)発明者 ウラディミール グレヴィッチ アメリカ合衆国 ニューヨーク州 11779 ロンコンコマ ペコニック ストリート 500 アパートメント 14アー (72)発明者 マーク クリッシェヴァー アメリカ合衆国 ニューヨーク州 11788 ハウッパウジ カールドン レーン 26 (72)発明者 ヤーユン リー アメリカ合衆国 ニューヨーク州 11769 オークデイル レイス アベニュー 527 (72)発明者 ジョセフ カッツ アメリカ合衆国 ニューヨーク州 11790 ストーニー ブルック ハーロック メ ドー ドライヴ 12 (72)発明者 ヴィンセント ルシアーノ アメリカ合衆国 ニューヨーク州 11776 ポート ジェファーソン モートン ス トリート 59

Claims (59)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 バーコード上で光ビームを走査する走査
   部品であって、 a) 基部、 b) 上記基部の1端に取付けられたリーフ型の可撓部
   材、 c) 上記可撓部材の第2端部に取付けられ、上記可撓部
   材のＩ側に沿って伸びる作動アーム、 d) 上記作動アームに取付けられた反射体、 e) 上記作動アームに取付けられた磁石、及び f) 上記磁石を励磁し、上記反射体と上記磁石を少なく
   とも１つの円周方向に動かす駆動部 を備えたことを特徴とする走査部品。
2. 【請求項２】 上記駆動部は、その中心を貫通する穴を
   有する電磁コイルであることを特徴とする請求項１に記
   載の走査部品。
3. 【請求項３】 上記コイルは、少なくとも１部、上記磁
   石の振動的移動過程で、上記磁石を、上記コイルの穴を
   通して受入れることを特徴とする請求項２に記載の走査
   部品。
4. 【請求項４】 上記磁石及び上記反射体は、上記作動ア
   ームの異なる端部に配置されていることを特徴とする請
   求項１に記載の走査部品。
5. 【請求項５】 上記作動アーム、上記反射体、及び上記
   磁石は、釣り合いを保って構成されていることを特徴と
   する請求項４に記載の走査部品。
6. 【請求項６】 上記反射体は、ミラーであることを特徴
   とする請求項１に記載の走査部品。
7. 【請求項７】 上記ミラーは、樹脂製ミラーであること
   を特徴とする請求項６に記載の走査部品。
8. 【請求項８】 上記作動アームは、樹脂製作動アームで
   あることを特徴とする請求項１に記載の走査部品。
9. 【請求項９】 上記作動アーム、及び上記反射体は、単
   一成形樹脂部品であることを特徴とする請求項１に記載
   の走査部品。
10. 【請求項１０】 上記リーフ型の可撓部材は、マイラー
    によって作られていることを特徴とする請求項１に記載
    の走査部品。
11. 【請求項１１】 上記リーフ型の可撓部材は、少なくと
    も２つのリーフ・スプリングを備えたことを特徴とする
    請求項１に記載の走査部品。
12. 【請求項１２】 光源は、レーザ・ダイオードであり、
    上記光ビームは、レーザビームであることを特徴とする
    請求項１に記載の走査部品。
13. 【請求項１３】 光ビームによってシンボルを走査する
    とともに、上記シンボルから戻された反射光を集光する
    ことによって、バーコードを読取る走査モジュールであ
    って、 a) 基部、 b) 光ビームを生成する光源、及び c) 生成された光ビームの方向を変えるとともに、上記
    方向を変えた光ビームによって、振動移動の状態で、シ
    ンボルを走査する走査部品を備え、該走査部品は、 1) 上記基部に取付けられた支持体、 2) 上記基部の1端に取付けられたリーフ型の可撓部
    材、 3) 上記可撓部材の第2端部に取付けられ、上記可撓部
    材のＩ側に沿って伸びる作動アーム、 4) 上記作動アームに取付けられた走査ミラー、 5) 上記作動アームに取付けられた磁石、及び 6) 上記磁石を励磁し、上記走査ミラーと上記磁石とを
    少なくとも１つの円周方向に動かす駆動部を有し、且つ d) 上記シンボルから戻された反射光を集光する集光・
    光学部品、 e) 上記集光された反射光を検出するとともに、上記検
    出された反射光を、電気信号に変換する検出器、及び f) 上記電気信号を処理する処理回路 を備えたことを特徴とする走査モジュール。
14. 【請求項１４】 上記光源から上記走査部品までのビー
    ム経路に沿って設けられ、上記光源よって生成された光
    ビームを折返し、ビームを上記走査ミラーに方向を変え
    る折返しミラーを備えたことを特徴とする請求項13に記
    載の走査モジュール。
15. 【請求項１５】 上記折返しミラーは、上記光ビームの
    断面特性を変更するための曲率を有することを特徴とす
    る請求項14に記載の走査モジュール。
16. 【請求項１６】 上記駆動部は、中央に穴を有する電磁
    コイルを含むことを特徴とする請求項13に記載の走査モ
    ジュール。
17. 【請求項１７】 上記コイルは、少なくとも１部が、上
    記磁石の移動過程で、上記磁石を、上記コイルの中を通
    して受入れることを特徴とする請求項16に記載の走査モ
    ジュール。
18. 【請求項１８】 上記磁石及び上記走査ミラーは、上記
    作動アームの異なる端部に配置されていることを特徴と
    する請求項13に記載の走査モジュール。
19. 【請求項１９】 上記作動アーム、上記走査ミラー、及
    び上記磁石は、釣り合いを保って構成されていることを
    特徴とする請求項18に記載の走査モジュール。
20. 【請求項２０】 上記走査ミラーは、樹脂製ミラーであ
    ることを特徴とする請求項13に記載の走査モジュール。
21. 【請求項２１】 上記集光・光部品は、それを貫通する
    穴を有する集光ミラーを含み、上記折返しミラーは、上
    記光源よって生成された光ビームを折返すとともに、上
    記光ビームを、上記集光ミラーの穴を通じて、上記走査
    ミラーに方向を変えることを特徴とする請求項14に記載
    の走査モジュール。
22. 【請求項２２】上記作動アームは、樹脂製作動アームで
    あることを特徴とする請求項13に記載の走査モジュー
    ル。
23. 【請求項２３】 上記作動アーム、及び上記反射体は、
    単一成形樹脂部品であることを特徴とする請求項13に記
    載の走査モジュール。
24. 【請求項２４】 上記リーフ型の可撓部材は、マイラー
    によって作られてことを特徴とする請求項13に記載の走
    査モジュール。
25. 【請求項２５】 上記リーフ型の可撓部材は、少なくと
    も２つのリーフ・スプリングを備えたことを特徴とする
    請求項13に記載の走査モジュール。
26. 【請求項２６】 上記源は、レーザ・ダイオードであ
    り、上記光ビームは、レーザビームであることを特徴と
    する請求項1３に記載の走査モジュール。
27. 【請求項２７】 上記光源、上記検出器、及び上記コイ
    ルに電気結合をもたらす第１回路板を更に備えたことを
    特徴とする請求項1６に記載の走査モジュール。
28. 【請求項２８】 上記処理回路は、アナログ特定の集積
    回路を含むことを特徴とする請求項13に記載の走査モジ
    ュール。
29. 【請求項２９】 上記処理回路は、チップ・オン・ボー
    ド回路を含むことを特徴とする請求項13に記載の走査モ
    ジュール。
30. 【請求項３０】 上記処理回路は、上記走査モジュール
    の少なくとも１つの作動パラメータを選択的に変更する
    ためのプログラム可能な機能を含んでいることを特徴と
    する請求項13に記載の走査モジュール。
31. 【請求項３１】 上記作動パラメータは、上記処理回路
    内部に記憶されていることを特徴とする請求項30に記載
    の走査モジュール。
32. 【請求項３２】 上記シャシに対しする上記走査部品に
    位置を調整するための走査部品センタリング機能を更に
    含むことを特徴とする請求項13に記載の走査モジュー
    ル。
33. 【請求項３３】 上記シャシは、データ収集装置のハウ
    ジング内に、上記走査モジュールを適切に位置決めする
    ための少なくとも２つの位置調整手段を備えたことを特
    徴とする請求項13に記載の走査モジュール。
34. 【請求項３４】 上記少なくとも２つの位置調整手段
    は、位置調整タブを含むことを特徴とする請求項33に記
    載の走査モジュール。
35. 【請求項３５】 上記少なくとも２つの位置調整手段
    は、位置調整穴を含むことを特徴とする請求項33に記載
    の走査モジュール。
36. 【請求項３６】 上記集光ミラーの幅は、上記走査ミラ
    ーの最小投影幅に実質的に等しいことを特徴とする請求
    項21に記載の走査モジュール。
37. 【請求項３７】 上記レーザビームの伝送/走査、及び
    反射光の集光は、異なる面で行うことを特徴とする請
    求項13に記載の走査モジュール。
38. 【請求項３８】 光ビームによってシンボルを走査する
    とともに、上記シンボルから戻された反射光を集光する
    ことによって、バーコードを読取る走査モジュールであ
    って、 a) 金属基部、 b) シンボルから戻された反射光を集光するとともに、
    それを貫通する穴を有する集光ミラー、 c) レーザビームを生成するレーザ光源、 d) 上記レーザ光源よって生成されたレーザビームを折
    返し、上記折返しレーザビームを上記集光ミラーの上記
    穴を通じて投影する折返しミラー、及び e) 上記集光ミラーの上記穴を通じてそこに投影された
    レーザビームを受光するとともに、上記レーザビームに
    よって、振動移動の状態で、シンボルを走査する走査部
    品を備え、該走査部品は、 1) 上記金属基部に取付けられた支持構造体、 2) 上記支持体の1端に取付けられたリーフ型の可撓部
    材、 3) 上記可撓部材の第2端部に取付けられ、上記可撓部
    材のＩ側に沿って伸びる作動アーム、 4) 幅を有し、上記作動アームに取付けられるととも
    に、上記集光ミラーの上記穴を通じて投影された折返し
    レーザビームを受光し、上記シンボル上にレーザビーム
    を方向付ける走査ミラー、 5) 上記作動アームの第２端部に取付けられた磁石、及
    び 6) 上記磁石を励磁し、上記走査ミラーと上記磁石とを
    少なくとも１つの円周方向に動かす電磁コイルを有し、
    且つ f) 上記集光された反射光を検出するとともに、上記検
    出された反射光を、電気信号に変換する検出器、 g) 上記レーザ源を、上記検出器、及び 上記コイルを
    接続する第1回路板、及び h) 上記電気信号を処理する処理回路を含む第2回路板 を備えたことを特徴とする走査モジュール。
39. 【請求項３９】 上記折返しミラーは、上記光ビームの
    断面特性を変更するための曲率を有することを特徴とす
    る請求項38に記載の走査モジュール。
40. 【請求項４０】 上記折返しミラーは円筒状の曲率を有
    することを特徴とする請求項39に記載の走査モジュー
    ル。
41. 【請求項４１】 上記コイルは、少なくとも１部、上記
    磁石を、上記コイルの穴を通して受入れることを特徴と
    する請求項38に記載の走査モジュール。
42. 【請求項４２】 上記作動アーム、及び上記走査ミラー
    は、単一成形樹脂部品であることを特徴とする請求項38
    に記載の走査モジュール。
43. 【請求項４３】 上記作動アーム、上記走査ミラー、及
    び上記磁石は、釣り合いを保って構成されていることを
    特徴とする請求項38に記載の走査モジュール。
44. 【請求項４４】 上記リーフ型の可撓部材は、マイラー
    によって作られていることを特徴とする請求項38に記載
    の走査モジュール。
45. 【請求項４５】 上記リーフ型の可撓部材は、少なくと
    も２つのリーフ・スプリングを備えたことを特徴とする
    請求項38に記載の走査モジュール。
46. 【請求項４６】 上記処理回路は、用途特定の集積回路
    を含むことを特徴とする請求項38に記載の走査モジュー
    ル。
47. 【請求項４７】 上記処理回路は、チップ・オン・ボー
    ド回路を含むことを特徴とする請求項38に記載の走査モ
    ジュール。
48. 【請求項４８】 上記処理回路は、上記走査モジュール
    の少なくとも１つの作動パラメータを選択的に変更する
    ためのプログラム可能な機能を含んでいることを特徴と
    する請求項38に記載の走査モジュール。
49. 【請求項４９】 上記作動パラメータは、上記処理回路
    内部に記憶されていることを特徴とする請求項48に記載
    の走査モジュール。
50. 【請求項５０】 上記処理回路は、走査されたバーコー
    ドにコード化された情報を解読するデコーダを更に含む
    んでいることを特徴とする請求項48に記載の走査モジュ
    ール。
51. 【請求項５１】 上記基部に対しする上記走査部品に位
    置を調整するための走査部品センタリング機能を更に含
    むことを特徴とする請求項38に記載の走査モジュール。
52. 【請求項５２】 上記集光ミラーの幅は、上記走査ミラ
    ーの最小投影幅に実質的に等しいことを特徴とする請求
    項３８に記載の走査モジュール。
53. 【請求項５３】 走査モジュールの容積は、0.15立方イ
    ンチ未満であることを特徴とする請求項３８に記載の走
    査モジュール。
54. 【請求項５４】 約0.8インチの長さ、約0.5インチの
    幅、及び約0.3インチの高さを有することを特徴とする
    請求項53に記載の走査モジュール。
55. 【請求項５５】 上記シャシは、データ収集装置のハウ
    ジング内に、上記走査モジュールを適切に位置決めする
    ための少なくとも２つの位置調整手段を備えたことを特
    徴とする請求項38に記載の走査モジュール。
56. 【請求項５６】 上記少なくとも２つの位置調整手段
    は、位置調整タブを含むことを特徴とする請求項５５に
    記載の走査モジュール。
57. 【請求項５７】 上記少なくとも２つの位置調整手段
    は、位置調整穴を含むことを特徴とする請求項55に記載
    の走査モジュール。
58. 【請求項５８】 上記コイルは、少なくとも２つの巻線
    を有し、第1巻線は、駆動用巻線であり、第2巻線は、フ
    ィードバック用巻線であることを特徴とする請求項38に
    記載の走査モジュール。
59. 【請求項５９】 上記レーザビームの伝送/走査、及び
    反射光の集光は、異なる面で行うことを特徴とする請
    求項38に記載の走査モジュール。