JP2002523819A - 薄型スキャナにおける多重走査線の生成方法 - Google Patents

薄型スキャナにおける多重走査線の生成方法

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Abstract

(57)【要約】 読み取りビームを生成し、その読み取りビームを走査またはディザーする適当な走査機構を利用し、その走査されたビームを光学部品に向け、ビームが光学部品によって二者択一的に透過または反射されるようにシステムを制御し、スキャン空間に多重走査線を向けることによって、薄くて低いスキャナのために多重走査線を生成する方法とシステム。光学部品が反射性であるときは、走査線は、光学部品から直接生成され、光学部品が透過性であるときは、走査線は、光学部品を透過し、フォールドミラーによってスキャン空間に反射される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 （関連出願日） 本発明は、１９９８年の４月３日に提出された米国出願第６０／０８０６８４
号の継続出願である。
【０００２】 （発明の背景） 本発明の分野は、スキャナの走査線生成に関する。特に、ここでは、バーコー
ド走査に使用されるような薄型スキャナにおいて多重走査線を生成する方法と装
置が述べられる。
【０００３】 従来の固定スキャナは、異なる傾斜角で配置された複数のファセットミラーを
有する、ポリゴンミラーとも呼ばれるスピニングファセットホイールの使用によ
って平行走査線を生成する。図１は、そのような、多重ミラーファセットをもつ
ポリゴンミラー１２を有する構成１０を説明する。例えば、半導体レーザ（図示
されない）から生じる読み取りビームはポリゴンミラー１２に向けられる。その
ポリゴンミラー１２は、回転するとき、各々のファセットミラーを経由して一本
ずつの走査線を生成する。その走査線１４と１６は、フォルドミラー１８上のフ
ァセットによって反射され、それによってスキャン空間に平行の走査線を出す。
この構成は、これらの線を遮断して平行線の走査パターンに曲げるために、より
高い下流側のパターンミラー（１つまたは複数）を必要とする。
【０００４】 照明ビームを、速く繰り返して、走査される領域を横切るように走査するため
に一般的に採用されるもう１つの方法は、ミラーディザリング（ｍｉｒｒｏｒ
ｄｉｔｈｅｒｉｎｇ）である。ミラーを鏡面に実質的に平行な軸の回りに操作す
る、照明ビームのディザリング、すなわち、速い振動は、照明ビームを前後に速
く動かし、それによって走査線を生成させる。一般的に、ディザリングミラーは
、単一の走査線しか生成できない。どちらの方法においても、走査線がバーコー
ドを照射する時、結果として得られた、そのバーコードのバーと間隔とから検知
される散乱光、および／または、反射光によって時間に依存する信号が、その中
に符号化された情報を引き出すために復号される。
【０００５】 （発明の要約） 本発明は、多重走査線、特に、平行線の生成方法に向けられる。その好ましい
実施の形態において、その方法は、読み取りビームを生成すること、その読み取
りビームを走査またはディザーする適当な走査機構を利用すること、走査された
ビームを光学部品に向けること、そのビームがその光学部品によって二者択一的
に透過または反射されるように制御すること、および、多重走査線をスキャン空
間に向けることを含む。その光学部品が反射性である時、走査線は、その光学部
品で入射光路から外れるように、直接的に生成される。その光学部品が透過性で
ある時、走査線はその光学部品を透過し、フォルドミラーによってスキャン空間
に反射される。
【０００６】 （好ましい実施の形態の詳細な説明） ここに、図面を参照して、本発明の好ましい実施の形態が述べられる。
【０００７】 図２は、本発明の第１の実施形態による走査システム３０を説明する。システ
ム３０は、２以上のファセットを有するファセットホイール３２を含む。半導体
レーザとして図示された読み取りビーム源３４は、読み取りビーム３６をファセ
ットホイールに向ける。このシステム３０において、ファセットホイール３２は
、走査されたビーム３８が同軸で光学部品４０に向けられるように、同じ傾斜角
で配置されたミラーファセットを有する。その光学部品４０は、選択的に、光透
過性または光反射性である。反射性である時、その走査されたビーム３８は、部
品４０で入射光路から外れるように（図で示されるように上方に）反射され、走
査線４６をスキャン空間に向ける。透過性である時、その走査されたビーム３８
は、部品４０を透過し、フォールドミラー４４によって反射され、走査線４８を
スキャン空間に向ける。
【０００８】 図１の構成１０と比較すると、図２の走査システム３０は、走査されたビーム
をスキャン空間に曲げる、より小さい（高さの）パターンミラー（１または複数
）を利用することによって、スキャナの高さの低減を実現する。好ましい構成に
おいて、この実施の形態の走査機構、ファセットホイール３２、透過性／反射性
光学部品４０、及び、パターンミラー４４は全て、各々の部品を横切るビーム路
が同じ平面（共面）内にあるように配列される。また、光源または半導体レーザ
３４が、高さを最小にするように同じ平面内に設置されてもよい。半導体レーザ
３４は、図式的に図２に示されるが、ビーム３６とビーム３８が共面で、ビーム
３６がファセットホイール３２の回転軸３３に垂直に向けられるように設置され
てもよい。
【０００９】 光学部品４０は、加えて、例えばＬＣＤモジュール制御表面一体物のような表
面偏光部品４１を含む。その表面偏光制御ＬＣＤモジュール４１は、コントロー
ラからの信号について、ＬＣＤモジュールを通過する光の偏光を、ｐ偏光かｓ偏
光のどちらかであるように選択的に制御する。その下部の光学部品４０は、偏光
ビームスプリッタを含み、１つの偏光（例えばｓ偏光）を反射し、もう一方の偏
光を透過する。従って、その表面偏光制御ＬＣＤモジュール４１の設置によって
、光ビーム３８は、ミラー４４に透過されて走査ビーム４８を生成するか、反射
されて走査ビーム４６を生成する。その表面偏光制御ＬＣＤモジュール４１は、
ポリゴンミラー３２のファセットを交替することによって、または、図３のよう
に振動ミラー５２の走査を交替することによって、または、図４のように振動光
源７４の走査を交替することに従って、偏光を交替できる。（従ってビーム４６
／４８のどちらが生成されるかを選択できる。）
【００１０】 また、透過性／反射性光学部品の使用は、読み取りビームを走査またはディザ
ーし、更に、スキャン空間に多重平行走査線を生成する、ディザリングミラーま
たはその他の単一動作スキャンジェネレータのような、より簡易な走査機構の使
用を可能にする。図３は、走査機構としてディザリングミラーを採用する代替の
走査システム５０を説明する。半導体レーザ５４は読み取りビーム５６を生成し
、その読み取りビーム５６は、光学部品６０に対して走査されたビーム５８を生
成するディザリングミラー５２に向けられる。光学部品６０は、選択的に、光透
過性または光反射性である。反射性である時、その走査されたビーム５８は、部
品６０で入射光路から外れるように（図で示されるように下方に）反射され、走
査線６６をスキャン空間に向ける。透過性である時、その走査されたビーム５８
は、部品６０を透過し、フォールドミラー６４によって反射され、走査線６８を
スキャン空間に向ける。
【００１１】 ここで、この実施の形態が開示したシステムの効果的な操作のために、多重線
生成を制御する複数の方法がある。例えば、図３では、光源５４が半導体レーザ
であり、生成されたレーザー光ビーム５６が偏光される。１つの構成において、
偏光制御部品５５は、偏光ビームスプリット光学部品６０の上流に位置される。
ビームスプリット光学部品は、光ビーム偏光によって光ビームを透過するか、反
射するかのどちらかである。制御部品５５は、コントローラ５９に接続されると
、選択的にビーム５６の偏光を変化させ、従って、ビーム６６またはビーム６８
のどちらかの二者択一の生成を可能にする。半導体レーザ５４と走査機構５２の
モーター制御はまた、コントローラ（例えば、マイクロコントローラ）５９に接
続され、制御されてもよい。従って、そのシステムは、ビーム５８が光学部品６
０によって反射される第１のモードと、ビームが光学部品６０を透過する第２の
モードとを二者択一的に変換する。
【００１２】 制御モジュール５５は、半導体レーザ５４と光学部品６０の間で異なる位置に
位置できる。制御モジュール５５を走査ミラー５２の上流に位置することは、部
品のサイズが最小になることを可能にする。なぜなら、その位置でのビーム５６
は走査されていないからである。制御モジュールは、ダイオード５４または走査
ミラー５２と一体で構成されてもよい。もし、その制御モジュールが、光学部品
６０と走査ミラー５２の間に位置されるなら、より大きくなければならない。な
ぜなら、走査ミラー５２の下流のビームが走査されているからである。または、
例えば、ＬＣＤモジュールを光学部品６０の表面に作り、それがコントローラ５
９によって制御される時、ＬＣＤモジュールの偏光を変化させて、その偏光が光
学部品６０によって反射されるか、透過されるかによって、通りぬける光の偏光
を制御するように、その制御モジュールが光学部品６０と一体で作られてもよい
。
【００１３】 光源５４が半導体レーザであれば、生成されたビーム５６はすでに偏光されて
おり、上に述べられた偏光制御によって容易に制御できる。光源５４が、偏光ビ
ームを生成しない場合は、例えばコントローラ５５に、偏光フィルターが提供さ
れる。
【００１４】 上記のように走査線を交替することによって、単一の戻り信号のみが生成され
、従って、（図５の検出器８９のような）検出器は、多重信号を区別する必要が
ない。代替の実施の形態において、コントローラ５５が除かれ、光学部品が、読
み取りビーム５８を、同時に生成される二つのビーム６６、６８に分離する単一
の光ビームスプリッター含んでもよい。２つの信号が同時に生成されるシステム
では、ビーム６６、６８の各々が走査される対象を照射するので、ノイズの問題
の可能性がある。
【００１５】 第１の同時ビームの実施の形態において、そのシステム光学は、スキャン空間
内に２つのビーム６６、６８の十分離された焦点位置を生成する、すなわち、ビ
ーム６６、６８を異なる距離で集束させるように設計できる。もし、その走査さ
れているバーコードがビーム６６の焦点近くに位置されるなら、そのビームから
の戻り信号は小さな点に、すなわち、高い強度で集束される。その他、バーコー
ドで入射光路から外れるように反射される光は高レベルキャリア信号である。同
時に、他のビーム６８からの光は、ビーム６６の焦点近くに、および、ビーム６
８の焦点から離れて位置されたバーコードを照射するので、ビーム６８光はかな
り広い光源であり、反射光は、信号処理エレクトロニクスによって容易く減ぜら
れうる（または、無視されうる）低レベルキャリア信号として動作する。ビーム
６８の焦点近くに位置されるバーコードの考察において、逆もあてはまる。
【００１６】 もう１つの同時ビームの実施形態において、多重検知器、つまり、ビーム６６
からの戻り信号を検知する第１の検知器とビーム６８からの戻り信号を検知する
第２の検知器とが提供できる。多重ビームを収集処理する構想は、その引用によ
り本明細書に組み込まれる米国特許出願第５７０５８０２号で示される。
【００１７】 図４は、走査機構７２を含むために半導体レーザ７４自体が動かされる、もう
１つの代替走査システム７０を説明する。そのような走査機構は、その引用によ
り本明細書に組み込まれる米国特許出願第５６２９５１０号で述べられている。
半導体レーザ走査機構７２は、光学部品８０に対して走査されたビーム７８を生
成する。光学部品８０は、選択的に、光透過性または光反射性である。反射性で
ある時、その走査されたビーム７８は、部品８０で入射光路から外れるように（
図で示されるように下方に）反射され、走査線８１をスキャン空間に向ける。透
過性である時、その走査されたビーム７８は、部品６０を透過し、フォールドミ
ラー８２によって反射され、走査線８３をスキャン空間に向ける。
【００１８】 これらの実施の形態は、追加の走査線を生成するために結合できる。図５は、
多重走査されたビーム９２、９３を生成する走査機構のためにファセットホイー
ル９１を有するシステム９０を説明する。例えば半導体レーザのようなビーム源
８９は、収集ミラー８７の開口部を通り抜ける光ビーム８６を方向付けて、ファ
セットホイール９１に当てる。ファセットホイール９１は、光学部品９４に対し
て、異なる角度で多重走査されたビーム９２、９３を生成する、（この実施の形
態では）２つの角度に配列された多重ファセットを有する。光学部品９４は、選
択的に、光透過性または光反射性である。反射性である時、その走査されたビー
ム９２、９３は、部品９４で入射光路から外れるように（図で示されるように上
方に）反射され、走査線９６、９７をスキャン空間に向ける。光学部品９４が光
透過性である時、その走査されたビーム９２、９３は、部品９４を透過し、フォ
ールドミラー９５によって反射され、走査線９８、９９をスキャン空間に向ける
。このシステムまたは説明された任意の他のシステムにおける収集は、リトロダ
イレクティブまたは非リトロダイレクティブであってよい。図５は、対象から反
射または散乱された戻り信号が、同じ路を通ってファセットホイール９１に戻り
、それが収集ミラー８７によって検知器８８に収集／集束されるリトロダイレク
ティブシステムを説明する。
【００１９】 もし、図２のシステム３０のようなＬＣＤシステムが、リトロダイレクティブ
システムとして採用されるなら、ＬＣＤパネル４０は、戻り信号パワーにおいて
５０％ロスの原因となる。なぜなら、その戻り信号は非偏光で、戻り信号４６の
半分だけを反射し、戻り信号４８の半分だけを透過させるからである。
【００２０】 信号ロスを避けるために、引用によって本明細書に組み込まれている米国特許
出願第５４７５２０６号、または、米国特許出願第０８／９３４４８７号や第０
８／９４２３９９号で述べられるような非リトロダイレクティブシステムとして
構成されてもよい。
【００２１】 図６と図７は、リトロダイレクティブであり、更に、戻り信号のロスを避ける
システムとして採用できる光学システム１００を説明する。光源１０４（例えば
、半導体レーザ、ＬＥＤ等）は、この例で回転するポリゴンミラーとして図示さ
れた走査機構１０２に、走査ビーム１０６を生成する。走査機構１０２は、光学
部品１１０に走査ビーム１０８を生成する。その部品１１０は、この実施の形態
で透過性の第１の領域１１１と反射性の第２の領域１１２とである多重領域から
成る。その部品は、走査ビーム１０８の光路に第１または第２領域１１１、１１
２を選択的に位置するように、（軸１１３の周りに）回転して動くことができる
か、軸に沿って動くことができるかのどちらかである。第２の領域１１２が光路
に位置される時、ビーム１０８は光路１１８に沿って、スキャン空間に向かって
反射される。第１の領域１１１が光路に位置される時、そのビームは、通り抜け
て、その後、フォールドミラー１１６によって光路１２０に沿って、スキャン空
間に向かって反射される。走査路１１８と１２０は、望ましくは、スキャン空間
に平行である。
【００２２】 他の手段として、図８は、スキャン空間に平行（または非平行）走査線を生成
できるもう１つのシステム１５０を説明する。光源１５４（例えば、半導体レー
ザ、ＬＥＤ等）は、この例で回転するポリゴンミラーとして図示された走査機構
１５２に、読み取りビーム１５６を生成する。走査機構１５２は、光学部品１６
０に走査ビーム１５８を生成する。部品１６０は、マイクロミラー、または、そ
の部品の反射角を制御して変化させることができる反射性領域を有するデジタル
光プロセッサ（ＤＬＰ）システムを含む。この方法において、走査ビーム１５８
の反射角は、走査路１６２、１６６が生成されて、第１の光路１６２が、スキャ
ン空間に直接生成され、第２の１６６が、フォールドミラー１６４に対して反射
するように制御できる。ビーム路１６２と１６６は、好ましくは、スキャン空間
に平行に向けることができ、更に、薄くて小型の構成を達成できる。
【００２３】 上記の構成は、例えばＰｏｗｅｒＳｃａｎTMスキャナのようなＰＳＣ手持ちサ
イズの単一線スキャナであるが平行走査線を生成する小型スキャナ、または、Ｐ
ＳＣ ＶＳ１０００TMスキャナまたはＰＳＣ ＤｕｅｔTMスキャナのような薄型多
重線スキャナの構成に応用できる。
【００２４】 先の任意の実施の形態にあるような、ビームを制御部品に透過させることと、
ビームを光学部品で入射光路から外れるように反射させることとの二者択一を提
供する代わりの方法が採用できる。例えば、図３のシステム５０に関して、その
ビーム５８の特性は、第１の状態と第２の状態との間で変化できる（例えば、ビ
ーム偏光の変化）、ここに、第１の状態で、ビーム５８は光学部品によって反射
され、第２の状態で、ビーム５８は光学部品６０を透過され、ミラー６８で反射
する。
【００２５】 もう１つの方法は、ビーム５８の波長を、例えば、半導体レーザ５４内に位置
されたコントローラによって、第１の波長と第２の波長の間で変えることを含む
。光学部品６０は、第１の波長のビームを反射し、第２の波長のビームを透過さ
せるバンドパスフィルタ部品を含んでもよい。
【００２６】 従って、ビーム５８のビーム特性を変化させるか、または、光学部品６０の光
学特性を変化させるかどちらかによって、システム５０は、選択的に、その光学
部品を反射性または透過性にする。
【００２７】 もう１つの方法は、例えば図３で図示される垂直に約４５度の第１の位置と、
垂直位置との間の、矢印６５によって図示される光学部品６０の回転を含んでも
よい。この実施の形態で、ビーム５８と光学部品６０は、（１）光学部品６０が
ビーム５８に対して４５度に傾けられる時、ビーム５８が反射されて走査線６６
を生成し、（２）光学部品６０が垂直に傾けられる（すなわち、ビーム５８の入
射角が光学部品６０に対して９０度である）時、ビームは光学部品６０を通り抜
けるように選択される。この方法は、ある範囲の波長を透過し、他の範囲の波長
を反射する標準的な誘電体コーティングで達成される。その波長範囲は、ビーム
の入射角に左右される。入射角を変化させることによって、反射と透過との間の
遷移波長が、スペクトルに渡って移動する。そのビーム波長は変化しないが、角
度が変化するにつれて、誘電体コーティングの透過特性が、ビーム波長に対して
変化する。
【００２８】 図９は、先の任意の実施形態の光学対構成を採用できる多重線スキャナ１７０
を説明している。スキャナ１７０は、インカウンタ（ｉｎ−ｃｏｕｎｔｅｒ）（
水平）スキャナ、または、垂直取り付けスキャナを含んでもよい。スキャナ１７
０は、ファセットホイール１７５の周りに置かれたミラー１８０−２０６の半円
形配列を含む。同様の構成の追加ミラーが、ポリゴンミラー１７５を取り囲むた
めに提供できる。そのような構成において、引用によって本明細書に組み込まれ
ている米国特許出願第５７０５８０２号に述べられるように、ポリゴンミラーの
反対側に向けられる（例えば、第２の光源からの）第２の読み取りビームを採用
することが望まれてもよい。
【００２９】 例えば半導体レーザのような光源１７２は、制御モジュール１７４とミラー２
１２や収集レンズ２１０のアパーチャとを通り抜けるレーザービーム１７３を生
成する。スキャナ１７０は、７つの光学対１９２／１９４、１９６／１９８、２
００／２０２、２０４／２０６、１８８／１９０、１８４／１８６、１８０／１
８２を有する。各々の光学対は、先の実施形態の１つにあるように、パターンミ
ラーと光学部品とを有している。例えば、光学対１９２／１９４は、パターンミ
ラー１９４と、直列に配列された光学部品１９２とから成る。そのパターンミラ
ー１９４と光学部品１９２は、水平面（そのページの平面）から約４５度に配置
される。ビーム１７３が、ファセットホイール１７５のファセットの１つによっ
て光学部品１９２を横切るように走査されるので、走査ビームは、（１）部品１
９２によって反射され、スキャン空間に走査線を形成するか、（２）パターンミ
ラー１９４に向けて光学部品１９２を透過し、スキャン空間に向けて第２の走査
線を形成することが可能となるかのどちらかである。その部品１９２、１９４を
平行平面で前後に配置することによって、他の平行走査の後の１つが生成される
。幾何学的に、部品１９２、１９４は、平行六面体の向かい合う端として配置さ
れてもよい。パターンミラー１９４は、光学部品よりも大きい（すなわち、より
幅が広い）ことが望まれてもよい。なぜなら、それは、光学部品の下流であり、
より長い走査線に適応することができるからである。各々の光学対は、同様の方
法で操作できる。
【００３０】 図９のスキャナ１７０と以前の実施の形態においては、パターンミラー１９４
の、入射光路から外れる単一の反射を説明するだけであるが、そのシステムは、
例えば、第１の走査線または一連の走査線が、まず第１のパターンミラー１９４
（主たるミラー）で入射光路から外れるように反射し、その後、第２のミラー（
１つまたは複数）で入射光路から外れるように反射することによって生成される
といった、追加のパターンミラーを含むことができる。そのようなパターンミラ
ー対構成において、２つのパターンミラーで入射光路から外れるように反射する
各々の走査線は、引用によって本明細書に組み込まれている米国特許出願第５７
０５８０２号に述べられる。
【００３１】 ファセットホイール１７５は、部品１９２のような光学部品の透過性／反射性
特性機能を制御する便利な機構を提供する。第１の実施の形態において、ビーム
１７３は偏向され、１以上のファセット（例えば、１７６、１７８）の表面は、
その偏光を変えることなく（例えばビームはｓ偏光のままで）単にビーム１７３
を反射する反射性光学部品を含む。光学部品１９２、１９６、２００、２０４、
１８８、１８４、１８０は、偏光ビームスプリッターである。ｓ偏光ビームが、
光学部品１９２を横切るように走査されるとき、ｓ偏光ビームは反射され、光学
部品１９２は第１の走査線をスキャン空間に生成する。その他のファセット１７
７、１７９は、ビームの偏光を９０度回転して、ｐ偏光に変える光学表面を含む
。ｐ偏光ビームが、光学部品１９２を横切るように走査されるとき、それは、パ
ターンミラー１９４を横切るように走査する部品１９２を透過する。パターンミ
ラー１９４では、ｐ偏光が反射されてスキャン空間に第２の走査線を形成する。
他の光学対の各々は、同様の方法で動作する。この構成は、都合のよいことに、
活発にビーム偏光を変えるコントローラ１７４を全く必要としない。
【００３２】 ビーム１７３が偏向されてもされなくても、ファセットは偏光面を含むことが
できる。例えば、代替的に、ファセット１７６、１７８は、反射でｐ偏光を生成
すると共に反射でｓ偏光を生成できる。
【００３３】 対象物からの戻り信号は、好ましくは、非リトロダイレクティブに収集され、
ファセットホイール１７５で入射光路から外れるように反射され、収集レンズ２
１０によって集束され、その後、収集ミラー２１２で入射光路から外れるように
反射され、検出器２１４に向けられる。他の適当な収集の構想が、例えば、図５
または引用によって本明細書に組み込まれた米国特許出願第５２０２７８４号の
場合の収集ミラーシステム、または、引用により本明細書に組み込まれた米国特
許出願第５４７５２０６号、または、米国特許出願第０８／９３４４８７号や第
０８／９４２３９９号に述べられるような他の非リトロダイレクティブ収集シス
テムのように採用できる。
【００３４】 このように、本発明は、その好ましい実施の形態で述べられている。しかし、
当業者は、ここに示された本質的な発明の概念を変えることなく、開示された走
査システムを改良できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 ファセットホイールを採用する従来の走査システムを説明する概
略図。
【図２】 本発明の第１の実施の形態による走査システムを説明する概略図
。
【図３】 本発明の第２の実施の形態による走査システムを説明する概略図
。
【図４】 本発明の第３の実施の形態による走査システムを説明する概略図
。
【図５】 本発明の第４の実施の形態による走査システムを説明する概略図
。
【図６】 第５の実施の形態による走査システムを図示する概略図。
【図７】 図６の代替ビームスプリット機構の詳細図。
【図８】 第６の実施の形態による走査システムを図示する概略図。
【図９】 第７の実施の形態による多重線スキャナの概略図。
【符号の説明】
５０、１７０ 走査システム ５２、１７５ 走査機構 ５４、１７２ 光源 ５５、１７４ 制御モジュール ５６、１７３ 読み取りビーム ５８ 走査ビーム ５９ コントローラ ６０、１９２ 光学部品 ６４、１９４ パターンミラー ６６、６８ 走査線
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０２Ｂ 27/28 Ｇ０２Ｂ 27/28 Ｚ (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＪＰ (72)発明者 モハン・リーララマ・ボバ アメリカ合衆国97224オレゴン州ティガー ド、サウスウエスト・ワンハンドレッドフ ォーティフォース・プレイス15830番 Ｆターム(参考） 2H045 AA71 AB01 AG09 BA16 BA18 2H099 AA00 BA09 CA00 5B072 CC24 DD02 DD03 LL01 LL04 LL12

Claims (26)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 スキャン空間において、ある物体を走査する方法であって、 光源からレーザー光ビームを生成するステップと、 走査角全体にわたって光ビームを走査し、出力路に沿って走査ビームを生成す
    るステップと、 （ａ）走査ビームの出力路に第１のパターンミラーを位置し、（ｂ）走査ビー
    ムの出力路において第１のパターンミラーの上流に光学部品を位置し、（ｃ）光
    ビームを光学部品を横切るように走査し、光学部品で走査ビームを反射させて第
    １の走査線を生成し、その第１の走査線をスキャン空間に向け、（ｄ）その走査
    ビームを、光学部品を透過させて第１のパターンミラーを横切らせ、その第１の
    パターンミラーで走査ビームを反射させて第２の走査線を生成し、その第２の走
    査線をスキャン空間に向けることによって、第１の走査線と第２の走査線を生成
    するステップと を含む方法。
  2. 【請求項２】 走査角全体にわたって光ビームを走査するステップが、 光源の下流に走査ミラーを位置することと、 その走査ミラーに光ビームを向けることと、 その走査ミラーを動かして光ビームを走査することと を含む請求項１に記載の方法。
  3. 【請求項３】 さらに、走査角全体にわたって走査ミラーをディザーするこ
    とを含む請求項２に記載の方法。
  4. 【請求項４】 走査ミラーが、回転するファセットホイールを含む請求項２
    に記載の方法。
  5. 【請求項５】 さらに、ファセットホイールに、少なくとも第１と第２のフ
    ァセットを提供することと、 走査ビームが光学部品を透過するように、走査ビームが第１の方向に偏向され
    る偏光表面を第１のファセットに提供することと、 その走査ビームが光学部品で入射光路からそれて反射するように、走査ビーム
    を、第２の方向に偏光される第２のファセットで入射光路から外れるように反射
    させることと を含む請求項４に記載の方法。
  6. 【請求項６】 さらに、光ビームを半導体レーザで生成することを含み、こ
    こに、走査角全体にわたって光ビームを走査するステップが半導体レーザを回転
    させることを含む請求項１に記載の方法。
  7. 【請求項７】 さらに、一部が透過性で一部が反射性である光学部品を形成
    することと、 ビームをその光学部品で第１のビーム部分と第２のビーム部分にスプリットす
    ることと、 第１のビーム部分を光学部品で入射光路から外れるように反射させて第１の走
    査線を生成することと、 第２のビーム部分を光学部品で透過させて、その後、第２のビーム部分を第１
    のパターンミラーで入射光路から外れるように反射させて第２の走査線を生成す
    ることと を含む請求項１に記載の方法。
  8. 【請求項８】 さらに、第１の走査線と第２の走査線とを同時にスキャン空
    間に向けて、対象物を走査することとを含む請求項７に記載の方法。
  9. 【請求項９】 さらに、対象物で入射光路から外れるように反射する戻り信
    号を光成分にスプリットすることと、 第１のビーム部分から発生する光成分を第１の検出器に向けることと、 第２のビーム部分から発生する光成分を第２の検出器に向けることと を含む請求項８に記載の方法。
  10. 【請求項１０】 さらに、第１の走査線と第２の走査線を二者択一的に生成
    することを含む請求項８に記載の方法。
  11. 【請求項１１】 さらに、第１の偏光の光を反射して他の偏光の光を透過す
    る、一部が透過性で一部が反射性である光学部品を作ることと、 光ビームの偏光を、第１の偏光から他の偏光に切り換えるように、光ビームの
    偏光を制御することと、 選択的に、（１）光ビームの偏光を第１の偏光に切り換え、ここに、光ビーム
    が光学部品によって反射され、第１の走査線を生成することと、（２）光ビーム
    の偏光を他の偏光に切り換え、ここに、光ビームが光学部品で透過され、第２の
    走査線を生成することと を含む、請求項１に記載の方法。
  12. 【請求項１２】 さらに、光学部品を、二者択一的に透過性または反射性で
    あるように制御することによって、二者択一的に第１の走査線と第２の走査線と
    を生成することを含む、請求項１に記載の方法。
  13. 【請求項１３】 光学部品が、反射性部分と透過性部分を有する回転部品を
    含み、その方法がさらに、 選択的に、（１）出力路に反射性部分を位置し、走査ビームを反射させて第１
    の走査線を作ることと、（２）出力路に透過性部分を位置し、走査ビームが光学
    部品を透過してパターンミラーに達し、第２の走査線を生成することを可能にす
    ることとを含む請求項１に記載の方法。
  14. 【請求項１４】 さらに、出力路に走査ミラーを位置することと、 複数の光学対を走査ミラーの周りに一定のパターンで配置することと、 各々の光学対が、第１のパターンミラーと光学部品とから成ることと を含む請求項１に記載の方法。
  15. 【請求項１５】 さらに、光ビームのビーム特性を第１の状態と第２の状態
    の間で制御することと、 第１の状態で光ビームを反射して第２の状態で光ビームを透過する、選択的に
    透過性および反射性である光学部品を作ることと、 選択的に、（１）光ビームを、光ビームが光学部品によって反射され、第１の
    走査線を生成する状態に切り換えることと、（２）光ビームを、光ビームが光学
    部品で透過され、第２の走査線を生成する状態に切り換えることと を含む請求項１に記載の方法。
  16. 【請求項１６】 さらに、第１の状態と第２の状態との間で光学部品の特性
    を制御することと、 第１の状態で光ビームを反射して第２の状態で光ビームを透過する、選択的に
    透過性および反射性である光学部品を作ることと、 光学部品を選択的に、（１）光ビームが光学部品によって反射され、第１の走
    査線を生成する第１の状態と、（２）光ビームが光学部品で透過され、第２の走
    査線を生成する第２の状態との間で切り換えることと を含む請求項１に記載の方法。
  17. 【請求項１７】 選択的に切り換えるステップが、光学部品を、光ビームに
    関して第１の角度方向と第２の角度方向の間で回転することを含み、その光学部
    品が、第１の角度方向で光ビームを反射し、第２の角度方向で光ビームを透過す
    るバンドパスフィルタを含む請求項１に記載の方法。
  18. 【請求項１８】 光源からレーザー光ビームを生成するステップと、 与えられた極性で第１の方向にレーザー光ビームを調整するステップと、 光を、走査ミラーで走査角度全体にわたって走査し、走査ビームを生成するス
    テップと、 走査ミラーの周りに一定のパターンで、各々が第１のパターンミラーと光学部
    品とから成る複数の光学対を配置するステップと、 走査ビームの出力路に第１のパターンミラーを位置することと、走査ビームの
    出力路において、第１のパターンミラーの上流に光学部品を位置することと、光
    ビームを光学部品を横切るように走査し、走査ビームの第１の部分を光学部品で
    入射光路から外れるように反射させて第１の走査線を生成し、その第１の走査線
    をスキャン空間に向けることと、そのビームの第２の部分が、光学部品を透過し
    て、第１のパターンミラーを横切るように走査することを可能にし、走査ビーム
    の第２の部分を第１のパターンミラーで入射光路から外れるように反射させて第
    ２の走査線を生成し、その第２の走査線をスキャン空間に向けることとによって
    、第１の走査線と第２の走査線とを生成するステップと、 から成る走査方法。
  19. 【請求項１９】 さらに、光学部品の平面と平行な平面に第１のパターンミ
    ラーを配置することと、第１の走査線と第２の走査線を平行に生成することとを
    含む請求項１８に記載の方法。
  20. 【請求項２０】 さらに、第１の走査線と第２の走査線とを二者択一的に生
    成することを含む請求項１８に記載の方法。
  21. 【請求項２１】 さらに、レーザー光の波長を、第１の波長と第２の波長と
    の間で切り換え、ここに、光学部品が第１の波長の光を反射し、第２の波長の光
    を透過することを含む、請求項１８に記載の方法。
  22. 【請求項２２】 光学部品がバンドパスフィルタを含む請求項２１に記載の
    方法。
  23. 【請求項２３】 光ビームを生成する光源と、 走査角全体にわたって光ビームを走査し、出力路に沿って走査ビームを生成す
    る走査機構と、 走査ビームを反射してスキャン空間に向け、少なくとも第１の走査線を生成す
    る、走査ビームの出力路に位置された第１のパターンミラーと、 出力路において走査機構と第１のパターンミラーの間に位置される光学部品で
    あって、その光学部品の反射率が、走査ビームを第１の方向で第１のパターンミ
    ラーに向けて第１の走査線を形成する第１のモードと、ビームを第２の方向に向
    けて第２の走査線を形成する第２のモードとの間で可変であるような部品と を含む走査システム。
  24. 【請求項２４】 システムが、選択的に、走査ビームを光学部品によって反
    射させる、および／または、光学部品を透過させる請求項２３に記載の走査シス
    テム。
  25. 【請求項２５】 さらに、光ビームの偏光を選択的に変えるコントローラを
    含み、ここに、光学部品が、第１の偏光の光を反射し、他の偏光の光を透過する
    偏光ビームスプリッタを含む請求項２３に記載の走査システム。
  26. 【請求項２６】 光学部品が、走査ビームがその部品で入射光路から外れる
    ように反射する角を制御して変化させることができる反射性領域を有し、ここに
    、その光学部品が、第１の路で走査ビームを反射して第１の走査線を作り、第１
    のパターンミラーまで第２の路に沿っていき第２の走査線を作るように選択的に
    制御される請求項２３に記載の走査システム。
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