JP3199767B2 - スキャナの走査機構 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、一般には、バーコード
記号のような異なる光反射率の部分をもつ表示を反復し
て走査する働きをするスキャナのための走査機構、より
詳細には上記の走査機構を１軸走査パターンまたは複数
軸走査パターンで迅速に動作させる方法に関するもので
ある。
記号のような異なる光反射率の部分をもつ表示を反復し
て走査する働きをするスキャナのための走査機構、より
詳細には上記の走査機構を１軸走査パターンまたは複数
軸走査パターンで迅速に動作させる方法に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】これまで、ラベルまたは物品の表面に表
示されたバーコード記号を光学的に読み取ることにより
物品を識別する各種の光学式読取り装置や光学式走査装
置が開発されてきた。バーコード記号自体は、さまざま
な幅を有し、異なる光反射特性を有する、一連の隣接す
るバーとスペースとから成るコード化パターンである。
読取り装置や走査装置は、コード化されたパターンを電
気光学的に復号して、物品を表す複数ディジット表示に
する。たとえば米国特許第4,251,798 号、同第4,360,79
8 号、同第4,369,361 号、同第4,387,297 号、同第4,59
3,186号、同第4,496,831 号、同第4,409,470 号、同第
4,808,804 号、同第4,816,661 号、同第4,816,660 号、
同第4,871,904 号に、上記方式のスキャナが開示されて
いる。
示されたバーコード記号を光学的に読み取ることにより
物品を識別する各種の光学式読取り装置や光学式走査装
置が開発されてきた。バーコード記号自体は、さまざま
な幅を有し、異なる光反射特性を有する、一連の隣接す
るバーとスペースとから成るコード化パターンである。
読取り装置や走査装置は、コード化されたパターンを電
気光学的に復号して、物品を表す複数ディジット表示に
する。たとえば米国特許第4,251,798 号、同第4,360,79
8 号、同第4,369,361 号、同第4,387,297 号、同第4,59
3,186号、同第4,496,831 号、同第4,409,470 号、同第
4,808,804 号、同第4,816,661 号、同第4,816,660 号、
同第4,871,904 号に、上記方式のスキャナが開示されて
いる。
【０００３】上に挙げた特許文献に開示されているよう
に、上記方式のスキャナの特に有用な実施例において
は、光源から放射された光ビーム（ガスレーザーまたは
レーザーダイオードなどの光源が発生するレーザービー
ムが好ましい）が読み取るべきバーコード記号へ向けら
れる。レーザービームは、バーコード記号へ向かう途
中、走査機構の反射器へ当てられ、反射器から反射され
る。走査機構はその反射器を周期的に動かして、レーザ
ービームでバーコード記号を反復して走査する。ばーコ
ード記号は入射レーザービームを反射する。記号から反
射された入射光の一部は集光されて、スキャナの検出器
たとえばフォトダイオードで検出される。フォトダイオ
ードの視域上で検出された光は、それ以後の処理のた
め、電気復号回路網によって記号を表すデータに復号さ
れる。周期的に動く反射器は、記号を横断してレーザー
ビームを掃引し、かつ（または）走査中に視域を掃引す
る。
に、上記方式のスキャナの特に有用な実施例において
は、光源から放射された光ビーム（ガスレーザーまたは
レーザーダイオードなどの光源が発生するレーザービー
ムが好ましい）が読み取るべきバーコード記号へ向けら
れる。レーザービームは、バーコード記号へ向かう途
中、走査機構の反射器へ当てられ、反射器から反射され
る。走査機構はその反射器を周期的に動かして、レーザ
ービームでバーコード記号を反復して走査する。ばーコ
ード記号は入射レーザービームを反射する。記号から反
射された入射光の一部は集光されて、スキャナの検出器
たとえばフォトダイオードで検出される。フォトダイオ
ードの視域上で検出された光は、それ以後の処理のた
め、電気復号回路網によって記号を表すデータに復号さ
れる。周期的に動く反射器は、記号を横断してレーザー
ビームを掃引し、かつ（または）走査中に視域を掃引す
る。
【０００４】米国特許第4,387,297 号および同第4,496,
831 号は、モーターの出力軸に対し反射器を円周方向に
往復揺動させるモーターを備えた高速走査機構を開示し
ている。走査中、モーターに連続的に電力が供給され
る。レーザービームが当てられた反射器は、そのレーザ
ービームを反射し、所定の周期で走査すべき記号を横切
って迅速に掃引する。走査機構は、所定の方向（Ｘ軸）
に沿って記号を走査する少なくとも１個の走査要素を備
えている。走査機構は、さらに、記号全体にわたるラス
ター形走査パターンを生成するため、前記所定の方向と
直交する方向（Ｙ軸）に沿って記号を走査するもう１つ
の走査要素を備えている。単一走査線およびラスター形
走査パターンのほかに、他の形式の走査パターン、たと
えばＸ形パターン、リサジューパターン、曲線パターン
（米国特許第4,871,904 号参照）等も可能である。たと
えば、反射器が正弦波状に変化する速度で動くように、
Ｘ軸走査モーターとＹ軸走査モーターを駆動すれば、基
準面における走査パターンは無指向性走査パターンにな
るであろう。複数軸の無指向性走査パターンを生成する
ため、もし２個の個別走査モーターと付随する制御装置
を使用すれば、材料費と工費が増すばかりでなく、スキ
ャナの動作に必要な電力量も増加する。それに加えて、
走査機構のモーター軸／軸受構造が相対的に複雑になる
ので、ある種の用途においては、有効寿命が十分でない
ことがある。また、米国特許第4,387,297 号および同第
4,496,831 号に開示されている走査機構は、小型反射器
用に設計されており、大型反射器には適さない。
831 号は、モーターの出力軸に対し反射器を円周方向に
往復揺動させるモーターを備えた高速走査機構を開示し
ている。走査中、モーターに連続的に電力が供給され
る。レーザービームが当てられた反射器は、そのレーザ
ービームを反射し、所定の周期で走査すべき記号を横切
って迅速に掃引する。走査機構は、所定の方向（Ｘ軸）
に沿って記号を走査する少なくとも１個の走査要素を備
えている。走査機構は、さらに、記号全体にわたるラス
ター形走査パターンを生成するため、前記所定の方向と
直交する方向（Ｙ軸）に沿って記号を走査するもう１つ
の走査要素を備えている。単一走査線およびラスター形
走査パターンのほかに、他の形式の走査パターン、たと
えばＸ形パターン、リサジューパターン、曲線パターン
（米国特許第4,871,904 号参照）等も可能である。たと
えば、反射器が正弦波状に変化する速度で動くように、
Ｘ軸走査モーターとＹ軸走査モーターを駆動すれば、基
準面における走査パターンは無指向性走査パターンにな
るであろう。複数軸の無指向性走査パターンを生成する
ため、もし２個の個別走査モーターと付随する制御装置
を使用すれば、材料費と工費が増すばかりでなく、スキ
ャナの動作に必要な電力量も増加する。それに加えて、
走査機構のモーター軸／軸受構造が相対的に複雑になる
ので、ある種の用途においては、有効寿命が十分でない
ことがある。また、米国特許第4,387,297 号および同第
4,496,831 号に開示されている走査機構は、小型反射器
用に設計されており、大型反射器には適さない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の一般的な目的
は、異なる光反射率をもつ表示を読み取るスキャナ、詳
細にはバーコード記号を読み取るレーザースキャナの技
術水準を高めることにある。
は、異なる光反射率をもつ表示を読み取るスキャナ、詳
細にはバーコード記号を読み取るレーザースキャナの技
術水準を高めることにある。
【０００６】本発明の別の目的は、新規な高速走査機構
および新規な走査方法を提供することである。
および新規な走査方法を提供することである。
【０００７】本発明のさらに別の目的は、同一走査機構
で、単一走査線、複数走査線、または無指向性走査パタ
ーンを生成することである。
で、単一走査線、複数走査線、または無指向性走査パタ
ーンを生成することである。
【０００８】本発明のさらに別の目的は、走査線振幅の
大きな走査機構を提供することである。
大きな走査機構を提供することである。
【０００９】本発明のさらに別の目的は、走査機構を構
成する部品数をできるだけ少なくすることである。
成する部品数をできるだけ少なくすることである。
【００１０】本発明のさらに別の目的は、走査要素の使
用寿命を長くすることである。
用寿命を長くすることである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記の諸目的および以下
明らかにするその他の目的を達成するため、本発明は、
異なる光反射率の部分をもつ表示に光を向け、前記表示
から戻ってくる反射光を集めることによって前記表示を
走査する機構および方法を提供する。本発明の走査機構
は、一対の走査端位置の間で一走査方向に、あるいは第
１の対の走査端位置および第２の対の走査端位置の間で
第１走査方向および第２走査方向に角揺動することがで
きる保持手段で支持された走査要素を備えている。さら
に本発明の走査機構は、２つの走査端位置の間で走査要
素を揺動させるための駆動手段を備えている。
明らかにするその他の目的を達成するため、本発明は、
異なる光反射率の部分をもつ表示に光を向け、前記表示
から戻ってくる反射光を集めることによって前記表示を
走査する機構および方法を提供する。本発明の走査機構
は、一対の走査端位置の間で一走査方向に、あるいは第
１の対の走査端位置および第２の対の走査端位置の間で
第１走査方向および第２走査方向に角揺動することがで
きる保持手段で支持された走査要素を備えている。さら
に本発明の走査機構は、２つの走査端位置の間で走査要
素を揺動させるための駆動手段を備えている。
【００１２】一実施例においては、走査要素は、第１の
対の走査端位置および第２の対の走査端位置の間で同時
に角揺動され、光を第１走査方向および第２走査方向に
向けることによって、表示の上に複数方向走査パターン
を生成する。
対の走査端位置および第２の対の走査端位置の間で同時
に角揺動され、光を第１走査方向および第２走査方向に
向けることによって、表示の上に複数方向走査パターン
を生成する。
【００１３】本発明のある実施例においては、保持手段
は、両端が固定された平面板ばねであって、走査要素は
前記板ばねの湾曲中央部分に取り付けられている。駆動
手段は、保持手段に取り付けられた永久磁石と、信号に
応じて磁石を変位させる電磁コイルから成る。電磁コイ
ルが励磁されると、磁石と共に走査要素が、所定の周波
数（走査要素／磁石組立体の共振振動数が好ましい）で
揺動される。
は、両端が固定された平面板ばねであって、走査要素は
前記板ばねの湾曲中央部分に取り付けられている。駆動
手段は、保持手段に取り付けられた永久磁石と、信号に
応じて磁石を変位させる電磁コイルから成る。電磁コイ
ルが励磁されると、磁石と共に走査要素が、所定の周波
数（走査要素／磁石組立体の共振振動数が好ましい）で
揺動される。
【００１４】別の実施例においては、保持手段は、一方
のアームに永久磁石が、他方のアームに走査要素が取り
付けられた音叉である。第１駆動手段の電磁コイルは、
磁石を変位させることにより、表示上の第１方向の走査
線に沿って走査要素を揺動させる。さらに、第２駆動手
段のステップモーターは、音叉の支持棒を揺動させて、
前記第１の方向と直角な第２方向に表示を走査し、二次
元走査を行うことができる。
のアームに永久磁石が、他方のアームに走査要素が取り
付けられた音叉である。第１駆動手段の電磁コイルは、
磁石を変位させることにより、表示上の第１方向の走査
線に沿って走査要素を揺動させる。さらに、第２駆動手
段のステップモーターは、音叉の支持棒を揺動させて、
前記第１の方向と直角な第２方向に表示を走査し、二次
元走査を行うことができる。
【００１５】さらに別の実施例においては、保持手段
は、単一駆動手段に応答して第１軸および第２軸に沿っ
て角揺動させ、表示の上に二次元走査パターンを生成す
るように走査要素を取り付ける構造を有している。
は、単一駆動手段に応答して第１軸および第２軸に沿っ
て角揺動させ、表示の上に二次元走査パターンを生成す
るように走査要素を取り付ける構造を有している。
【００１６】また、ある実施例においては、互いに直交
する面内に取り付けられた第１振動手段と第２振動手段
が、共同して走査要素を第１軸および第２軸のまわりに
角揺動させる。駆動信号に応じて、第１振動手段は高い
周波数範囲で振動するように作られており、第２振動手
段は低い周波数範囲で振動するように作られている。駆
動信号は、２軸ラスター形走査パターンを生成するた
め、高い周波数範囲の第１交流信号と低い周波数範囲の
第２交流信号を重畳して作られる。この実施例では、第
１振動手段は、一方のアームに永久磁石が取り付けら
れ、他方のアームに走査要素が取り付けられたＵ形板ば
ねである。第１振動手段は、一端がＵ形ばねの一方のア
ーム（磁石のある）に結合され、他端が基底（振動ピボ
ット線をなす）に固定された平面板ばねである。電磁コ
イルに加えられた重畳駆動信号は、磁石を動かすことに
より、走査要素を２つの直交する走査方向に揺動させて
表示の上にラスター形走査パターンを生成する。代替実
施例においては、前記第２振動手段は、平面板ばねに結
合されたＳ形板ばねである。
する面内に取り付けられた第１振動手段と第２振動手段
が、共同して走査要素を第１軸および第２軸のまわりに
角揺動させる。駆動信号に応じて、第１振動手段は高い
周波数範囲で振動するように作られており、第２振動手
段は低い周波数範囲で振動するように作られている。駆
動信号は、２軸ラスター形走査パターンを生成するた
め、高い周波数範囲の第１交流信号と低い周波数範囲の
第２交流信号を重畳して作られる。この実施例では、第
１振動手段は、一方のアームに永久磁石が取り付けら
れ、他方のアームに走査要素が取り付けられたＵ形板ば
ねである。第１振動手段は、一端がＵ形ばねの一方のア
ーム（磁石のある）に結合され、他端が基底（振動ピボ
ット線をなす）に固定された平面板ばねである。電磁コ
イルに加えられた重畳駆動信号は、磁石を動かすことに
より、走査要素を２つの直交する走査方向に揺動させて
表示の上にラスター形走査パターンを生成する。代替実
施例においては、前記第２振動手段は、平面板ばねに結
合されたＳ形板ばねである。
【００１７】２軸ラスター形走査機構の別の実施例にお
いては、保持手段は、一端が基底（振動ピボット線をな
す）に固定され、自由端に走査要素が取り付けられた平
面板ばねである。走査要素の重心は、板ばねに取り付け
られた磁石と電磁コイルがなす軸線からずれている。走
査要素のずれた重心は復原力を与えるので、板ばねは、
重畳駆動信号に応答して、第１走査方向に高い周波数範
囲で捩り振動し、かつ第２走査方向に低い周波数範囲で
ピボット線のまわりに振動する結果、表示の上にラスタ
ー形走査パターンが生成される。
いては、保持手段は、一端が基底（振動ピボット線をな
す）に固定され、自由端に走査要素が取り付けられた平
面板ばねである。走査要素の重心は、板ばねに取り付け
られた磁石と電磁コイルがなす軸線からずれている。走
査要素のずれた重心は復原力を与えるので、板ばねは、
重畳駆動信号に応答して、第１走査方向に高い周波数範
囲で捩り振動し、かつ第２走査方向に低い周波数範囲で
ピボット線のまわりに振動する結果、表示の上にラスタ
ー形走査パターンが生成される。
【００１８】本発明のさらに別の実施例においては、表
示の上に無指向性走査パターンが形成される。第１振動
手段と第２振動手段は、５：１またはそれ以下の周波数
を有する重畳駆動信号に応答して、リサジュー走査パタ
ーンを形成するように配置されている。第１振動手段
は、一方のアームが走査要素に、他方のアームが第２振
動手段（振動ピボット線をなす基底に固定された平面板
ばね）に取り付けられたＵ形板ばねである。板ばねの一
方の面には、電磁コイルと協同する永久磁石が取り付け
られている。板ばねの他方の面には、走査要素が取り付
けられたＵ形ばねが結合されている。振動ピボット線ま
わりの板ばねの振動方向とＵ形ばねの振動方向は同じで
ある。この実施例においては、Ｕ形ばねと走査要素の全
重量によって生じる板ばねの捩じ振動によって、第１走
査方向に沿う走査要素の揺動が生じる。また、板ばねの
ピボット線まわりの振動により、第２走査方向に沿う走
査要素の揺動が生じる。この５：１またはそれ以下の周
波数比の重畳駆動信号によって生じた２つの軸まわりの
同時振動により、リサジュー走査パターンが形成され
る。
示の上に無指向性走査パターンが形成される。第１振動
手段と第２振動手段は、５：１またはそれ以下の周波数
を有する重畳駆動信号に応答して、リサジュー走査パタ
ーンを形成するように配置されている。第１振動手段
は、一方のアームが走査要素に、他方のアームが第２振
動手段（振動ピボット線をなす基底に固定された平面板
ばね）に取り付けられたＵ形板ばねである。板ばねの一
方の面には、電磁コイルと協同する永久磁石が取り付け
られている。板ばねの他方の面には、走査要素が取り付
けられたＵ形ばねが結合されている。振動ピボット線ま
わりの板ばねの振動方向とＵ形ばねの振動方向は同じで
ある。この実施例においては、Ｕ形ばねと走査要素の全
重量によって生じる板ばねの捩じ振動によって、第１走
査方向に沿う走査要素の揺動が生じる。また、板ばねの
ピボット線まわりの振動により、第２走査方向に沿う走
査要素の揺動が生じる。この５：１またはそれ以下の周
波数比の重畳駆動信号によって生じた２つの軸まわりの
同時振動により、リサジュー走査パターンが形成され
る。
【００１９】上に述べた種々の実施例において保持手段
を構成するＵ形ばねを改良した構造においては、ばねの
アームを非対称にすることにより、Ｕ形ばねで生じる走
査線の角振幅を増大させている。１軸または２軸走査機
構のいずれにおいても、非対称寸法の構造にすることに
より、角振幅を増大させることができる。
を構成するＵ形ばねを改良した構造においては、ばねの
アームを非対称にすることにより、Ｕ形ばねで生じる走
査線の角振幅を増大させている。１軸または２軸走査機
構のいずれにおいても、非対称寸法の構造にすることに
より、角振幅を増大させることができる。
【００２０】本発明のさらに別の実施例においては、走
査要素を２つの走査端位置の間で反復して揺動させる必
要な復元力を与える手段について、いろいろな改良が施
されている。
査要素を２つの走査端位置の間で反復して揺動させる必
要な復元力を与える手段について、いろいろな改良が施
されている。
【００２１】ある実施例では、駆動手段は、走査要素を
２つの走査端位置の間で揺動させるため、ばねに似た復
元力を与える磁気戻し手段を有する。磁気戻し手段は、
可動永久磁石の近くに平衡位置に配置された定置導磁性
磁心部材を有する。走査要素を２つの走査端位置の間で
動かすため、走査要素に永久磁石が結合されている。電
磁コイルが交流駆動信号で励磁されると、永久磁石は電
磁コイルに対し交互に吸引され、反発される。電磁コイ
ルの励磁中、磁石が磁心部材の上を通過するとき磁心部
材に面した磁石の面とは反対の極性で磁心部材を交互に
磁化するので、磁石を磁心部材の中心上の平衡位置へ引
き戻す磁気復元力が生じる。別の実施例では、第２電磁
コイルを磁心部材に並置することにより、磁心部材の磁
界を増強することができる。上記の代わりに、磁心部材
を永久磁石材料で作ることもできる。
２つの走査端位置の間で揺動させるため、ばねに似た復
元力を与える磁気戻し手段を有する。磁気戻し手段は、
可動永久磁石の近くに平衡位置に配置された定置導磁性
磁心部材を有する。走査要素を２つの走査端位置の間で
動かすため、走査要素に永久磁石が結合されている。電
磁コイルが交流駆動信号で励磁されると、永久磁石は電
磁コイルに対し交互に吸引され、反発される。電磁コイ
ルの励磁中、磁石が磁心部材の上を通過するとき磁心部
材に面した磁石の面とは反対の極性で磁心部材を交互に
磁化するので、磁石を磁心部材の中心上の平衡位置へ引
き戻す磁気復元力が生じる。別の実施例では、第２電磁
コイルを磁心部材に並置することにより、磁心部材の磁
界を増強することができる。上記の代わりに、磁心部材
を永久磁石材料で作ることもできる。
【００２２】本発明のさらに別の実施例においては、走
査要素に弾性部材（たとえば、ＲＴＶ）を取り付けて復
元手段にすることができる。この弾性部材は、ばねのよ
うに走査要素を静止位置へ戻す作用をする。
査要素に弾性部材（たとえば、ＲＴＶ）を取り付けて復
元手段にすることができる。この弾性部材は、ばねのよ
うに走査要素を静止位置へ戻す作用をする。
【００２３】本発明の特色と考えられる新規な特徴は、
特許請求の範囲に詳しく記載してある。添付図面を参照
して以下の実施例の説明を読まれれば、発明の構成や使
用方法のほか、上記およびその他の発明の目的や利点を
容易に理解することができるであろう。
特許請求の範囲に詳しく記載してある。添付図面を参照
して以下の実施例の説明を読まれれば、発明の構成や使
用方法のほか、上記およびその他の発明の目的や利点を
容易に理解することができるであろう。
【００２４】
【実施例】図１に、銃身部１２と銃把部１４をもつガン
タイプのスキャナ１０を示す。スキャナはガンタイプで
ある必要はなく、ボックス形など、他の適当な形状であ
ってもよい。銃身部１２の下、銃把部１４の前面部に、
手動操作引き金式スイッチ１６がある。上に挙げた特許
文献に記載されているように、光源（必ずしもレーザー
でなくともよい）はスキャナ１０の内部に配置されてい
る。光源が放射した光ビームは、光路に沿って窓１８を
通って進み、読み取るべき表示たとえばバーコード記号
に当たる。また、スキャナ１０の中には、記号から窓１
８を通って戻ってきた反射光を集める視域をもつ光検出
器たとえばフォトダイオードが配置されている。
タイプのスキャナ１０を示す。スキャナはガンタイプで
ある必要はなく、ボックス形など、他の適当な形状であ
ってもよい。銃身部１２の下、銃把部１４の前面部に、
手動操作引き金式スイッチ１６がある。上に挙げた特許
文献に記載されているように、光源（必ずしもレーザー
でなくともよい）はスキャナ１０の内部に配置されてい
る。光源が放射した光ビームは、光路に沿って窓１８を
通って進み、読み取るべき表示たとえばバーコード記号
に当たる。また、スキャナ１０の中には、記号から窓１
８を通って戻ってきた反射光を集める視域をもつ光検出
器たとえばフォトダイオードが配置されている。
【００２５】スキャナ１０の中に設置された走査要素
は、記号および（または）光検出器の視域を走査する作
用をする。走査要素は、発射路および（または）戻り路
内に配置された少なくとも１個の光反射器である。光反
射器は、電気操作式駆動手段によって、所定の周波数
（走査要素の共振周波数が好ましい）で円周方向に交互
に揺動される。
は、記号および（または）光検出器の視域を走査する作
用をする。走査要素は、発射路および（または）戻り路
内に配置された少なくとも１個の光反射器である。光反
射器は、電気操作式駆動手段によって、所定の周波数
（走査要素の共振周波数が好ましい）で円周方向に交互
に揺動される。
【００２６】検出器すなわちフォトダイオードは、反射
光のさまざまな強度を表す電気アナログ信号を発生す
る。このアナログ信号はアナログディジタル変換回路網
によってディジタル信号へ変換される。一実施例の場
合、このディジタル信号は電気ケーブル２０によってス
キャナ１０の外に設置された復号モジュール２２へ伝送
される。復号モジュール２２はディジタル信号をバーコ
ード記号を表すデータへ復号する。外部ホスト装置２４
（通例は、コンピュータ）は、主として、データ記憶装
置として機能し、その後の処理のため、復号モジュール
２２が生成したデータを記憶する。
光のさまざまな強度を表す電気アナログ信号を発生す
る。このアナログ信号はアナログディジタル変換回路網
によってディジタル信号へ変換される。一実施例の場
合、このディジタル信号は電気ケーブル２０によってス
キャナ１０の外に設置された復号モジュール２２へ伝送
される。復号モジュール２２はディジタル信号をバーコ
ード記号を表すデータへ復号する。外部ホスト装置２４
（通例は、コンピュータ）は、主として、データ記憶装
置として機能し、その後の処理のため、復号モジュール
２２が生成したデータを記憶する。
【００２７】使用中、バーコード記号を読み取りたいと
き、使用者がスキャナを記号に向けて引き金式スイッチ
１６を引けば、記号の読取りが開始される。引き金式ス
イッチ１６は駆動手段を起動させる電気スイッチであ
る。記号は、毎秒複数回たとえば毎秒４０回の割合で反
復して走査される。記号が首尾よく復号され、読み取ら
れると直ちに、自動的に走査動作が終了するので、使用
者は読み取るべき次の記号へスキャナを向けることがで
きる。
き、使用者がスキャナを記号に向けて引き金式スイッチ
１６を引けば、記号の読取りが開始される。引き金式ス
イッチ１６は駆動手段を起動させる電気スイッチであ
る。記号は、毎秒複数回たとえば毎秒４０回の割合で反
復して走査される。記号が首尾よく復号され、読み取ら
れると直ちに、自動的に走査動作が終了するので、使用
者は読み取るべき次の記号へスキャナを向けることがで
きる。
【００２８】また、スキャナ１０は、携帯可能な手持ち
式である必要はなく、本発明においては、定置式スキャ
ナも想定している。さらに、スキャナは手動操作式引き
金で動作させることもできるし、あるいは電源へ直結し
て連続動作させることもできる。
式である必要はなく、本発明においては、定置式スキャ
ナも想定している。さらに、スキャナは手動操作式引き
金で動作させることもできるし、あるいは電源へ直結し
て連続動作させることもできる。
【００２９】揺動の時間でなく、複数回の揺動が記号を
首尾よく復号する確率を高めるのであるから、印刷不良
の記号であっても、揺動は１秒程度持続すればよい。共
振型反射器は、所定の、予測可能な、既知の、一様な角
速度を有するので、システムの信頼性は高い。
首尾よく復号する確率を高めるのであるから、印刷不良
の記号であっても、揺動は１秒程度持続すればよい。共
振型反射器は、所定の、予測可能な、既知の、一様な角
速度を有するので、システムの信頼性は高い。
【００３０】図２に示した本発明の高速走査機構の第１
の実施例３０においては、走査要素保持手段は可撓梁た
とえば平面板ばね３４である。この板ばね３４の一端３
６は基底４０に固定されたＬ形ブラケット３８の直立部
分に動かないように取り付けられ、他端４２は同様に基
底４０に固定された別のＬ形ブラケット４４の直立部分
に動かないように取り付けられている。２つの直立部分
は互いに９０°の角度をなしている。ばね３４の中央部
分は円筒形クランプピン４６の周囲をまわり、固定ねじ
５０で、クランプピン４６とＶ形ブロック４８の間に締
め付けられている。クランプピン４６は板ばねを中央部
分の所で９０°曲げている。
の実施例３０においては、走査要素保持手段は可撓梁た
とえば平面板ばね３４である。この板ばね３４の一端３
６は基底４０に固定されたＬ形ブラケット３８の直立部
分に動かないように取り付けられ、他端４２は同様に基
底４０に固定された別のＬ形ブラケット４４の直立部分
に動かないように取り付けられている。２つの直立部分
は互いに９０°の角度をなしている。ばね３４の中央部
分は円筒形クランプピン４６の周囲をまわり、固定ねじ
５０で、クランプピン４６とＶ形ブロック４８の間に締
め付けられている。クランプピン４６は板ばねを中央部
分の所で９０°曲げている。
【００３１】走査要素たとえば光反射器５２は、後方支
持体５４に固定して取り付けられており、後方支持体５
４はＶ形ブロック４８に固定して取り付けられている。
後方支持体５４の一方の端に、永久磁石５６が取り付け
られている。基底４０に取り付けられた別のＬ形ブラケ
ット６０の直立部分に、永久磁石５６に隣接して、電磁
コイル５８が取り付けられている。入力リード線６４に
瞬間的周期的励磁パルスが加えられるたびに、永久磁石
５６がゆとりをもって電磁コイル５８の中央通路６２に
吸引される。励磁パルスの周波数は、１／２π（ｋ／
Ｉ）1/2 の共振周波数を選ぶことが好ましい。ここで、
ｋは板ばね３４のばね定数であり、Ｉは板ばねから懸架
された磁石／反射器組立体の慣性モーメントである。こ
の磁石／反射器組立体は軸６６のまわりに揺動する。板
ばねは、プラスチック材料または金属材料で作ることが
できるので都合がよい。非金属材料のほうがより丈夫で
あろう。
持体５４に固定して取り付けられており、後方支持体５
４はＶ形ブロック４８に固定して取り付けられている。
後方支持体５４の一方の端に、永久磁石５６が取り付け
られている。基底４０に取り付けられた別のＬ形ブラケ
ット６０の直立部分に、永久磁石５６に隣接して、電磁
コイル５８が取り付けられている。入力リード線６４に
瞬間的周期的励磁パルスが加えられるたびに、永久磁石
５６がゆとりをもって電磁コイル５８の中央通路６２に
吸引される。励磁パルスの周波数は、１／２π（ｋ／
Ｉ）1/2 の共振周波数を選ぶことが好ましい。ここで、
ｋは板ばね３４のばね定数であり、Ｉは板ばねから懸架
された磁石／反射器組立体の慣性モーメントである。こ
の磁石／反射器組立体は軸６６のまわりに揺動する。板
ばねは、プラスチック材料または金属材料で作ることが
できるので都合がよい。非金属材料のほうがより丈夫で
あろう。
【００３２】使用中、コイル５８に励磁パルスが加えら
れるたびに、磁石５６が通路６２に吸引され、それによ
り、反射器５２、後方支持体５４、Ｖ形ブロック４８、
クランプピン４６、および固定ねじ５０が一体で引っ張
られ、同時に板ばねが湾曲する。図示した静止位置で
は、板ばねの各アームは平坦である。変位すると、板ば
ねの各アームが湾曲して、エネルギーが蓄積される。ク
ランプピン４６の背後にある、基底４０に取り付けられ
たＬ形ストップ６８は、クランプピン４６がＬ形ストッ
プ６８を越えて動くことを防止する。通常、クランプピ
ン４６はＬ形ストップ６８に当たらない。すなわち、ク
ランプピン４６は、走査要素が外部衝撃を受けた場合の
安全装置として計画されたものである。走査要素の回転
中心の近くの可撓性支持体が優れた緩衝器になる。
れるたびに、磁石５６が通路６２に吸引され、それによ
り、反射器５２、後方支持体５４、Ｖ形ブロック４８、
クランプピン４６、および固定ねじ５０が一体で引っ張
られ、同時に板ばねが湾曲する。図示した静止位置で
は、板ばねの各アームは平坦である。変位すると、板ば
ねの各アームが湾曲して、エネルギーが蓄積される。ク
ランプピン４６の背後にある、基底４０に取り付けられ
たＬ形ストップ６８は、クランプピン４６がＬ形ストッ
プ６８を越えて動くことを防止する。通常、クランプピ
ン４６はＬ形ストップ６８に当たらない。すなわち、ク
ランプピン４６は、走査要素が外部衝撃を受けた場合の
安全装置として計画されたものである。走査要素の回転
中心の近くの可撓性支持体が優れた緩衝器になる。
【００３３】湾曲したあと、板ばね３４は蓄積したエネ
ルギーを解放するので、磁石／反射器組立体は静止位置
を通り過ぎ、減衰しながら揺動して、最後に静止位置で
停止する。この振動中、板ばねの各アームは交互に凹形
と凸形になる。光源すなわちレーザー７０から放射され
たレーザービームは、揺動する反射器５２によって読み
取るべき記号を横断して一方向に掃引される。同じ構造
の別の実施例は、連続揺動と、一定振幅の励振を使用し
ている。この実施例の場合、駆動信号は連続的に加えら
れる交流信号であって、永久磁石５６を通路６２の中に
周期的に吸引し、排出する。板ばね３４は振動して、反
射器４０を走査終了位置の間で揺動させる。
ルギーを解放するので、磁石／反射器組立体は静止位置
を通り過ぎ、減衰しながら揺動して、最後に静止位置で
停止する。この振動中、板ばねの各アームは交互に凹形
と凸形になる。光源すなわちレーザー７０から放射され
たレーザービームは、揺動する反射器５２によって読み
取るべき記号を横断して一方向に掃引される。同じ構造
の別の実施例は、連続揺動と、一定振幅の励振を使用し
ている。この実施例の場合、駆動信号は連続的に加えら
れる交流信号であって、永久磁石５６を通路６２の中に
周期的に吸引し、排出する。板ばね３４は振動して、反
射器４０を走査終了位置の間で揺動させる。
【００３４】走査要素の近くの軸線６６に明確な回転中
心があるので、イメージの並進移動は最小である。それ
に加えて、この構造においては、走査位置に関係なく、
走査パターンの中心は動かない。
心があるので、イメージの並進移動は最小である。それ
に加えて、この構造においては、走査位置に関係なく、
走査パターンの中心は動かない。
【００３５】図３に示した第２の実施例においては、走
査要素の保持手段は支持棒７２と一対のアーム７４，７
６から成る音叉である。アーム７４には永久磁石７８
が、そしてアーム７６には走査要素たとえば光反射器８
０が固定して取り付けられている。支持棒７２は、Ｌ形
フレームの支持体８２の上に載り、支持体８２を貫通し
て伸びている。支持体８２の直立部分８４に、電磁コイ
ル８６が取り付けられている。固定具８８は支持棒７２
を直立した状態で一緒に動くようにＬ形フレームに取り
付けている。入力リード線９０は電磁コイル８６に励磁
信号を加える。
査要素の保持手段は支持棒７２と一対のアーム７４，７
６から成る音叉である。アーム７４には永久磁石７８
が、そしてアーム７６には走査要素たとえば光反射器８
０が固定して取り付けられている。支持棒７２は、Ｌ形
フレームの支持体８２の上に載り、支持体８２を貫通し
て伸びている。支持体８２の直立部分８４に、電磁コイ
ル８６が取り付けられている。固定具８８は支持棒７２
を直立した状態で一緒に動くようにＬ形フレームに取り
付けている。入力リード線９０は電磁コイル８６に励磁
信号を加える。
【００３６】この第２の実施例では、電磁コイル８６に
励磁パルスが加えられると、コイル８６は磁石７８を通
路９２の中にゆとりをもって吸引する。励磁パルスが終
ると、前に述べたように、音叉は振動物体の慣性モーメ
ントの関数である好ましい共振振動数で振動する。反射
器８０は走査端位置ＡとＢの間で揺動する。光源たとえ
ばレーザー９２から放射されたレーザー光が揺動する反
射器８０に向けられると、一方向に伸びる走査線（Ａ1
−Ｂ1 ）が生成される。この実施例では、アーム７４，
７６を周期的に振動させて反射器８０を走査端位置の間
で揺動させるため、コイル８６に交流信号が連続的に加
えられる。音叉が共振振動数で振動するように、交流信
号を同調させることが好ましい。
励磁パルスが加えられると、コイル８６は磁石７８を通
路９２の中にゆとりをもって吸引する。励磁パルスが終
ると、前に述べたように、音叉は振動物体の慣性モーメ
ントの関数である好ましい共振振動数で振動する。反射
器８０は走査端位置ＡとＢの間で揺動する。光源たとえ
ばレーザー９２から放射されたレーザー光が揺動する反
射器８０に向けられると、一方向に伸びる走査線（Ａ1
−Ｂ1 ）が生成される。この実施例では、アーム７４，
７６を周期的に振動させて反射器８０を走査端位置の間
で揺動させるため、コイル８６に交流信号が連続的に加
えられる。音叉が共振振動数で振動するように、交流信
号を同調させることが好ましい。
【００３７】この実施例の改良した構造においては、米
国特許第4,496,831 号に開示されている形式のモーター
９６の出力軸９４に、音叉／Ｌ形フレーム組立体が取り
付けられている。モーター９６は、加えられた電流に比
例する量だけ出力軸９４を回転させる方式のトルクモー
ターである。モーター９６は、両方向矢印９８で示すよ
うに、出力軸９４を両方向に反復して揺動させる。出力
軸９４はカップラー１００で音叉の支持棒７２に連結さ
れている。
国特許第4,496,831 号に開示されている形式のモーター
９６の出力軸９４に、音叉／Ｌ形フレーム組立体が取り
付けられている。モーター９６は、加えられた電流に比
例する量だけ出力軸９４を回転させる方式のトルクモー
ターである。モーター９６は、両方向矢印９８で示すよ
うに、出力軸９４を両方向に反復して揺動させる。出力
軸９４はカップラー１００で音叉の支持棒７２に連結さ
れている。
【００３８】出力軸９４の反対端は、図３に示すよう
に、センタリング捩りばね１０２によって拘束されてい
る。出力軸９４が揺動すると、センタリング捩りばね１
０２は出力軸９４を静止位置に戻す作用をする。走査線
（Ｃ−Ｄ）は前記の一方向に対し直角な方向に生成され
る。
に、センタリング捩りばね１０２によって拘束されてい
る。出力軸９４が揺動すると、センタリング捩りばね１
０２は出力軸９４を静止位置に戻す作用をする。走査線
（Ｃ−Ｄ）は前記の一方向に対し直角な方向に生成され
る。
【００３９】図４に、本発明の第３の実施例である２軸
走査パターン走査機構を示す。この実施例では、保持手
段は一対のアーム１１２，１１４をもつＵ形ばね手段１
１０である。アーム１１２に走査要素たとえば光反射器
１１６が、アーム１１４に永久磁石１１８が固定して取
り付けられている。基底１２４に固定された直立支持体
１２２に、電磁コイル１２０が固定して取り付けられて
いる。入力リード線１２６はコイル１２０に励磁信号を
加える。アーム１１４と磁石１１８は、基底１２４に取
り付けられた平面ばね１２８に結合されている。平面ば
ね１２８は、適当な任意の可撓性材料、たとえば板ば
ね、可撓性金属箔、平らな棒、またはベンディックスフ
レックスピボット形ばねから作ることができる。反射器
の質量は、磁石の質量と等しく、一定の場合には、Ｕ形
ばねの等価質量よりかなり大きくすることが可能であ
る。
走査パターン走査機構を示す。この実施例では、保持手
段は一対のアーム１１２，１１４をもつＵ形ばね手段１
１０である。アーム１１２に走査要素たとえば光反射器
１１６が、アーム１１４に永久磁石１１８が固定して取
り付けられている。基底１２４に固定された直立支持体
１２２に、電磁コイル１２０が固定して取り付けられて
いる。入力リード線１２６はコイル１２０に励磁信号を
加える。アーム１１４と磁石１１８は、基底１２４に取
り付けられた平面ばね１２８に結合されている。平面ば
ね１２８は、適当な任意の可撓性材料、たとえば板ば
ね、可撓性金属箔、平らな棒、またはベンディックスフ
レックスピボット形ばねから作ることができる。反射器
の質量は、磁石の質量と等しく、一定の場合には、Ｕ形
ばねの等価質量よりかなり大きくすることが可能であ
る。
【００４０】ある種の用途においては、表示をラスター
形走査パターンで走査することが望ましいことがある。
ラスター形走査パターンの場合は、所望の走査領域を一
様に被覆するために、一番上の水平走査線から複数の中
間水平走査線を経て一番下の水平走査線まで、一連の平
行な水平走査線が生成される。このようなラスター形走
査パターンを生成するため、Ｕ形ばね１１０と平面ばね
１２８は、互いに直交する平面内で振動するように配置
されている。図４に示すように、Ｕ形ばねのアームはｘ
−ｚ面内で振動し、平面ばね１２８はｘ−ｙ面内で振動
する。このような構造の保持手段によって、走査要素１
１６は、第１の対の走査端位置および第２の対の走査端
位置の間で、第１円周方向および第２円周方向に角揺動
するように取り付けられる。さらに、それぞれの形状と
配置のせいで、Ｕ形ばね１１０は高い周波数（一般に、
200 〜 800 Hz ）で振動するのに対し、平面ばね１２８
は低い周波数（一般に、5 〜 100 Hz ）で振動する。バ
ーコード記号を走査するのに必要な振動の振幅は、記号
の大きさで決まり、一般に、少なくとも１０〜３０°の
光軸角であろう。
形走査パターンで走査することが望ましいことがある。
ラスター形走査パターンの場合は、所望の走査領域を一
様に被覆するために、一番上の水平走査線から複数の中
間水平走査線を経て一番下の水平走査線まで、一連の平
行な水平走査線が生成される。このようなラスター形走
査パターンを生成するため、Ｕ形ばね１１０と平面ばね
１２８は、互いに直交する平面内で振動するように配置
されている。図４に示すように、Ｕ形ばねのアームはｘ
−ｚ面内で振動し、平面ばね１２８はｘ−ｙ面内で振動
する。このような構造の保持手段によって、走査要素１
１６は、第１の対の走査端位置および第２の対の走査端
位置の間で、第１円周方向および第２円周方向に角揺動
するように取り付けられる。さらに、それぞれの形状と
配置のせいで、Ｕ形ばね１１０は高い周波数（一般に、
200 〜 800 Hz ）で振動するのに対し、平面ばね１２８
は低い周波数（一般に、5 〜 100 Hz ）で振動する。バ
ーコード記号を走査するのに必要な振動の振幅は、記号
の大きさで決まり、一般に、少なくとも１０〜３０°の
光軸角であろう。
【００４１】ラスター形走査パターンは、高い周波数範
囲の第１信号と低い周波数範囲の第２信号を重畳した駆
動信号で、コイル１２０を駆動すれば、自動的に得られ
る。たとえば、 500 Hz の方形波信号で走査要素１１６
をｘ方向に揺動させ、そして10 Hz の正弦波信号で走査
要素１１６をｙ方向に揺動させることが可能である。走
査要素のｘ方向の高速揺動とｙ方向の低速揺動の組合せ
により、バーコード記号の上にラスター形走査パターン
が生じる。高周波数の第１信号は、Ｕ形ばね１１０の共
振周波数に同調させることが好ましい。平面ばね１２８
は、一般に、その共振周波数以下で駆動される。
囲の第１信号と低い周波数範囲の第２信号を重畳した駆
動信号で、コイル１２０を駆動すれば、自動的に得られ
る。たとえば、 500 Hz の方形波信号で走査要素１１６
をｘ方向に揺動させ、そして10 Hz の正弦波信号で走査
要素１１６をｙ方向に揺動させることが可能である。走
査要素のｘ方向の高速揺動とｙ方向の低速揺動の組合せ
により、バーコード記号の上にラスター形走査パターン
が生じる。高周波数の第１信号は、Ｕ形ばね１１０の共
振周波数に同調させることが好ましい。平面ばね１２８
は、一般に、その共振周波数以下で駆動される。
【００４２】この走査機構において、上記の重畳された
駆動信号を電磁コイル１２０に加えると、電磁コイル１
２０は、磁石１１８を通路１３０の中に周期的に吸引
し、放出する。駆動信号の高周波数成分は、Ｕ形ばねを
好ましい共振周波数で振動させ、走査要素１１６を走査
端位置Ｘ1 とＸ2 の間で角揺動させる。駆動信号の低周
波数成分は、支持体１２２に対し接近し、後退するよう
に、平面ばね１２８をピボット線１１９のまわりに角振
動させる。この低周波数振動において、平面ばね１２８
はＵ形ばね１１０と一緒に動く。この平面ばね１２８の
振動により、走査要素１１６は走査端位置Ｙ1 とＹ2 の
間で角揺動する。Ｕ形ばね１１０と平面ばね１２８がそ
れぞれ高い周波数と低い周波数で同時に振動していると
き、レーザー１３２から放射された光ビームが走査要素
すなわち反射器１１６に当たると、一連の水平なｘ方向
の走査線１１１がｙ方向に順次ずれたラスター形走査パ
ターンが形成される。
駆動信号を電磁コイル１２０に加えると、電磁コイル１
２０は、磁石１１８を通路１３０の中に周期的に吸引
し、放出する。駆動信号の高周波数成分は、Ｕ形ばねを
好ましい共振周波数で振動させ、走査要素１１６を走査
端位置Ｘ1 とＸ2 の間で角揺動させる。駆動信号の低周
波数成分は、支持体１２２に対し接近し、後退するよう
に、平面ばね１２８をピボット線１１９のまわりに角振
動させる。この低周波数振動において、平面ばね１２８
はＵ形ばね１１０と一緒に動く。この平面ばね１２８の
振動により、走査要素１１６は走査端位置Ｙ1 とＹ2 の
間で角揺動する。Ｕ形ばね１１０と平面ばね１２８がそ
れぞれ高い周波数と低い周波数で同時に振動していると
き、レーザー１３２から放射された光ビームが走査要素
すなわち反射器１１６に当たると、一連の水平なｘ方向
の走査線１１１がｙ方向に順次ずれたラスター形走査パ
ターンが形成される。
【００４３】図４の走査機構は、非常に簡単な構造、す
なわち１個の駆動装置（１個の電磁コイルと１個の磁
石）のみを用いて２方向に揺動運動を行わせ、ラスター
形走査パターンを生成することができるという利点があ
る。また、可撓性金属のみを使用しているので、軸すな
わち軸受がなく、従来の走査機構より長い寿命を有す
る。
なわち１個の駆動装置（１個の電磁コイルと１個の磁
石）のみを用いて２方向に揺動運動を行わせ、ラスター
形走査パターンを生成することができるという利点があ
る。また、可撓性金属のみを使用しているので、軸すな
わち軸受がなく、従来の走査機構より長い寿命を有す
る。
【００４４】ある種の用途においては、保持手段によっ
て形成される走査線の角振幅を大きくすることが望まし
いことがある。そのような大きな角振幅は、Ｕ形ばね１
１０のアームを非対称にすることによって得ることがで
きる。この実施例の場合、アーム１１２は少なくとも
２：１の割合でアーム１１４より短い。非対称Ｕ形ばね
は、ラスター形走査パターンのｘ方向の走査線をより長
くする。
て形成される走査線の角振幅を大きくすることが望まし
いことがある。そのような大きな角振幅は、Ｕ形ばね１
１０のアームを非対称にすることによって得ることがで
きる。この実施例の場合、アーム１１２は少なくとも
２：１の割合でアーム１１４より短い。非対称Ｕ形ばね
は、ラスター形走査パターンのｘ方向の走査線をより長
くする。
【００４５】図５は、本発明の走査機構の第４の実施例
で、非対称Ｕ形ばねの例を示す。この例の場合、音叉１
２１は短いアーム１２３と長いアーム１２５を有してお
り、ばねの節点１２７は、対称寸法のＵ形ばねのように
Ｕ形の底でなく、アーム１２５上にある。図示のよう
に、走査要素１２９は短いアーム１２３に取り付けられ
ている。作動器は、磁石１３５がゆとりをもって通れる
通路１３３をもつ電磁コイル１３１である。Ｕ形ばね１
２１は平面ばね１３９によって支持体１３７に結合され
ている。平面ばね１３９は基底１４１に固定されてい
る。電磁コイル１３１は壁部１４３に取り付けられてい
る。リード線１４５は、走査要素１２９を角揺動させる
駆動信号をコイル１３１へ加える。この非対称Ｕ形ばね
１２１により、レーザー１４７から送られた光ビームは
走査要素で反射され、大きな角振幅をもつ走査線が描か
れる。
で、非対称Ｕ形ばねの例を示す。この例の場合、音叉１
２１は短いアーム１２３と長いアーム１２５を有してお
り、ばねの節点１２７は、対称寸法のＵ形ばねのように
Ｕ形の底でなく、アーム１２５上にある。図示のよう
に、走査要素１２９は短いアーム１２３に取り付けられ
ている。作動器は、磁石１３５がゆとりをもって通れる
通路１３３をもつ電磁コイル１３１である。Ｕ形ばね１
２１は平面ばね１３９によって支持体１３７に結合され
ている。平面ばね１３９は基底１４１に固定されてい
る。電磁コイル１３１は壁部１４３に取り付けられてい
る。リード線１４５は、走査要素１２９を角揺動させる
駆動信号をコイル１３１へ加える。この非対称Ｕ形ばね
１２１により、レーザー１４７から送られた光ビームは
走査要素で反射され、大きな角振幅をもつ走査線が描か
れる。
【００４６】角振幅を増大させること（対称Ｕ形ばねに
比べて角振幅を100％増大させることができる）のほか
に、非対称Ｕ形ばねは、節点がＵ形ばねの湾曲部分に存
在しないので、金属疲労や金属割れに対しより高い耐久
性を有する。図５からわかるように、平面ばね１３９
は、静止時に壁部１４３に対し外へ傾斜した部分１５１
と、壁部１４３に対し平行な部分１４９を有する。この
傾斜部分１５１が、対称Ｕ形ばねに比べて、角揺動の振
幅を非常に増大させるのである（200 ％程度）。もう１
つの利点として、Ｕ形ばねは磁石端だけで保持されてい
るおり、磁石の角運動を走査要素の角運動の１／４以下
にできるから、支持体へ伝達される振動が少ない。
比べて角振幅を100％増大させることができる）のほか
に、非対称Ｕ形ばねは、節点がＵ形ばねの湾曲部分に存
在しないので、金属疲労や金属割れに対しより高い耐久
性を有する。図５からわかるように、平面ばね１３９
は、静止時に壁部１４３に対し外へ傾斜した部分１５１
と、壁部１４３に対し平行な部分１４９を有する。この
傾斜部分１５１が、対称Ｕ形ばねに比べて、角揺動の振
幅を非常に増大させるのである（200 ％程度）。もう１
つの利点として、Ｕ形ばねは磁石端だけで保持されてい
るおり、磁石の角運動を走査要素の角運動の１／４以下
にできるから、支持体へ伝達される振動が少ない。
【００４７】図５の走査機構は、Ｕ形ばね１２１と平面
ばね１３９が共にｘ−ｙ面内で振動するように配置され
ているので、y 方向に沿って１本の走査線が生じること
がわかる。もし図４のように、Ｕ形ばね１２１と平面ば
ね１３９を直交する面内に配置して、高い周波数の信号
と低い周波数の信号が適当に重畳された駆動信号を電磁
コイルに加えれば、ｘ方向に大きな角振幅をもつラスタ
ー形走査パターンが得られるであろう。
ばね１３９が共にｘ−ｙ面内で振動するように配置され
ているので、y 方向に沿って１本の走査線が生じること
がわかる。もし図４のように、Ｕ形ばね１２１と平面ば
ね１３９を直交する面内に配置して、高い周波数の信号
と低い周波数の信号が適当に重畳された駆動信号を電磁
コイルに加えれば、ｘ方向に大きな角振幅をもつラスタ
ー形走査パターンが得られるであろう。
【００４８】図４に戻って、代替実施例として、前記ｙ
方向走査振動手段に、一方のアーム１３６が平面ばね１
２８に結合され、他方のアーム１３８に平衡錘１４０が
取り付けられたＳ形平面ばね１３４を追加することがで
きる。図示のように、直立平面ばね１４２が平面ばね１
３４の中間部分と基底１２４に結合されている。このＳ
形平面ばねは、非常に大きな面積の反射器が必要な場合
に、付加支持体として有用である。
方向走査振動手段に、一方のアーム１３６が平面ばね１
２８に結合され、他方のアーム１３８に平衡錘１４０が
取り付けられたＳ形平面ばね１３４を追加することがで
きる。図示のように、直立平面ばね１４２が平面ばね１
３４の中間部分と基底１２４に結合されている。このＳ
形平面ばねは、非常に大きな面積の反射器が必要な場合
に、付加支持体として有用である。
【００４９】図６および図７に示した本発明の第５の実
施例においては、１個の平面ばね１５０が直交する２つ
の軸まわりに揺動して、ラスター形走査パターンを形成
する。平面ばね１５０の一端は基底１５２に固定されて
いる。平面ばね１５０の他端の両側に、それぞれ光反射
器１５４と永久磁石１５６が取り付けられている。通路
１６０をもつ電磁コイル１５８は、永久磁石１５６の近
くに、基底１５２に固定された直立ブラケット部材１６
２に取り付けられている。図７に示すように、磁石１５
６と電磁コイル１５８で形成される軸線１６４は、平面
ばね１５０の中心を通っており、平面ばね１５０に取り
付けられた光反射器１５４の重心１６６は軸線１６４か
らずれている。
施例においては、１個の平面ばね１５０が直交する２つ
の軸まわりに揺動して、ラスター形走査パターンを形成
する。平面ばね１５０の一端は基底１５２に固定されて
いる。平面ばね１５０の他端の両側に、それぞれ光反射
器１５４と永久磁石１５６が取り付けられている。通路
１６０をもつ電磁コイル１５８は、永久磁石１５６の近
くに、基底１５２に固定された直立ブラケット部材１６
２に取り付けられている。図７に示すように、磁石１５
６と電磁コイル１５８で形成される軸線１６４は、平面
ばね１５０の中心を通っており、平面ばね１５０に取り
付けられた光反射器１５４の重心１６６は軸線１６４か
らずれている。
【００５０】高い周波数の信号と低い周波数の信号の重
畳駆動信号をリード線１６８に加えると、ラスター形走
査パターンが生じる。重畳駆動信号の低周波成分（約 2
0 〜30 Hz）に応じて、磁石１５６が通路１６０の中に
周期的に出入りすると、平面ばね１５０がピボット線１
５５のまわりに角振動する。この角振動により、反射器
１５４がｘ−ｙ面内で角揺動して、ｙ方向の低速走査線
が生じる。重畳駆動信号の中間周波数〜高周波数成分
（約５０〜２００Ｈｚ）に応じて、平面ばね１５０は、
反射器１５４のずれた重心位置のため、軸線１６４のま
わりに捩じれて曲がる。この反射器１５４のずれた重心
は、平面ばね１５０に復元力を与えて、平面ばね１５０
を捩じれ振動させる。平面ばね１５０は、電磁コイル１
５８が励磁されたとき反射器１５４がｘ−ｙ面内で高い
周波数で角揺動してｘ方向の高速走査を行うように作ら
れる。電磁コイル１５８が励磁されているとき、レーザ
ー１７０から放射された光ビームが反射器１５４に当て
られると、反射された光ビームが、ｙ方向に間隔をおい
て配置された一連のｘ方向走査線１５３から成る２軸ラ
スター形走査パターンでバーコード記号を走査する。
畳駆動信号をリード線１６８に加えると、ラスター形走
査パターンが生じる。重畳駆動信号の低周波成分（約 2
0 〜30 Hz）に応じて、磁石１５６が通路１６０の中に
周期的に出入りすると、平面ばね１５０がピボット線１
５５のまわりに角振動する。この角振動により、反射器
１５４がｘ−ｙ面内で角揺動して、ｙ方向の低速走査線
が生じる。重畳駆動信号の中間周波数〜高周波数成分
（約５０〜２００Ｈｚ）に応じて、平面ばね１５０は、
反射器１５４のずれた重心位置のため、軸線１６４のま
わりに捩じれて曲がる。この反射器１５４のずれた重心
は、平面ばね１５０に復元力を与えて、平面ばね１５０
を捩じれ振動させる。平面ばね１５０は、電磁コイル１
５８が励磁されたとき反射器１５４がｘ−ｙ面内で高い
周波数で角揺動してｘ方向の高速走査を行うように作ら
れる。電磁コイル１５８が励磁されているとき、レーザ
ー１７０から放射された光ビームが反射器１５４に当て
られると、反射された光ビームが、ｙ方向に間隔をおい
て配置された一連のｘ方向走査線１５３から成る２軸ラ
スター形走査パターンでバーコード記号を走査する。
【００５１】駆動信号の高周波数成分と低周波数成分の
差により、大きなｘ方向角振幅と小さいｙ方向角振幅が
生じて、ラスター形走査パターンが形成される。ｘ方向
走査の角振幅は約９０°の光軸角程度に、そしてｙ方向
走査の角振幅は約５°の光軸角までにすることができ
る。
差により、大きなｘ方向角振幅と小さいｙ方向角振幅が
生じて、ラスター形走査パターンが形成される。ｘ方向
走査の角振幅は約９０°の光軸角程度に、そしてｙ方向
走査の角振幅は約５°の光軸角までにすることができ
る。
【００５２】ある種の用途においては、記号を無指向性
走査パターンで走査することが望ましいことがある。無
指向性走査パターンを得る１つの方法は、Ｕ形ばねがｘ
−ｚ面内で振動するように、図５の走査機構を配置する
ことである。この場合、図５を走査機構の平面図として
見ると、平面ばね１３９の右側にある諸要素（ばね１２
１と反射器１２９）の重量は、平面ばね１３９の左側に
ある要素（磁石１３１）の重量よりかなり大きいことが
わかる。この重量の差により重量の不釣合が生じて平面
ばね１３９に捩じれが生じるため、反射器１２９が角揺
動して、ｙ方向の走査が行われる。さらに、電磁コイル
１３１に対し接近および後退する平面ばね１３９の運動
によってＵ形ばね１２１がｘ−ｙ面内で振動するため、
反射器１２９が角揺動して、ｘ方向の走査が行われる。
走査パターンで走査することが望ましいことがある。無
指向性走査パターンを得る１つの方法は、Ｕ形ばねがｘ
−ｚ面内で振動するように、図５の走査機構を配置する
ことである。この場合、図５を走査機構の平面図として
見ると、平面ばね１３９の右側にある諸要素（ばね１２
１と反射器１２９）の重量は、平面ばね１３９の左側に
ある要素（磁石１３１）の重量よりかなり大きいことが
わかる。この重量の差により重量の不釣合が生じて平面
ばね１３９に捩じれが生じるため、反射器１２９が角揺
動して、ｙ方向の走査が行われる。さらに、電磁コイル
１３１に対し接近および後退する平面ばね１３９の運動
によってＵ形ばね１２１がｘ−ｙ面内で振動するため、
反射器１２９が角揺動して、ｘ方向の走査が行われる。
【００５３】1.05：１〜５：１の範囲の周波数比をもつ
２つの正弦波から成る重畳駆動信号がリード線１４５に
加えられると、平面ばね１３９が低い周波数で捩じれ振
動し、同時にＵ形ばね１２１が高い周波数で振動するた
め、反射器１２９から反射された光ビームは記号の上に
リサジュー走査パターンを描く。リサジュー走査パター
ンは、所定の比率の周波数で、直交するｘおよびｙ方向
に単振動で揺動する光ビームの経路によって得られる。
上記の結果、無指向性走査パターンが生成される。
２つの正弦波から成る重畳駆動信号がリード線１４５に
加えられると、平面ばね１３９が低い周波数で捩じれ振
動し、同時にＵ形ばね１２１が高い周波数で振動するた
め、反射器１２９から反射された光ビームは記号の上に
リサジュー走査パターンを描く。リサジュー走査パター
ンは、所定の比率の周波数で、直交するｘおよびｙ方向
に単振動で揺動する光ビームの経路によって得られる。
上記の結果、無指向性走査パターンが生成される。
【００５４】図８は、本発明の第６の実施例であって、
反射器保持手段全体を軸線のまわりに回転させて無指向
性走査パターンを生成する走査機構を示す。図８の走査
機構は図５の走査機構に類似しており、類似の部品は同
じ参照番号で識別してあるが、それらの部品についての
説明は省略する。この走査機構は、機構全体を軸線１８
２のまわりに回転させる手段１８０を備えている。図８
に示した回転手段は１つの例示に過ぎず、他の適当な手
段を使用して走査機構を軸線のまわりに回転させて無指
向性走査パターンを生成することができる。回転手段１
８０はモーター１８３から成り、その出力軸１８４が伝
動ベルト１８６を駆動する。ベルト１８６は、支持体１
３７に連結された軸部（図示せず）に掛けられており、
支持梁１９０に装着された玉軸受１８８のまわりに支持
体１３７を回転させる。１軸走査機構が回転すると、ロ
ーゼット形の無指向性走査パターンが生じる。２軸走査
機構が回転すると、回転する２軸走査機構の形式によっ
て決まるさまざまな無指向性パターンが生じる。
反射器保持手段全体を軸線のまわりに回転させて無指向
性走査パターンを生成する走査機構を示す。図８の走査
機構は図５の走査機構に類似しており、類似の部品は同
じ参照番号で識別してあるが、それらの部品についての
説明は省略する。この走査機構は、機構全体を軸線１８
２のまわりに回転させる手段１８０を備えている。図８
に示した回転手段は１つの例示に過ぎず、他の適当な手
段を使用して走査機構を軸線のまわりに回転させて無指
向性走査パターンを生成することができる。回転手段１
８０はモーター１８３から成り、その出力軸１８４が伝
動ベルト１８６を駆動する。ベルト１８６は、支持体１
３７に連結された軸部（図示せず）に掛けられており、
支持梁１９０に装着された玉軸受１８８のまわりに支持
体１３７を回転させる。１軸走査機構が回転すると、ロ
ーゼット形の無指向性走査パターンが生じる。２軸走査
機構が回転すると、回転する２軸走査機構の形式によっ
て決まるさまざまな無指向性パターンが生じる。
【００５５】図９に、本発明の第７の実施例を示す。こ
の実施例においては、反射器を走査端位置の間で揺動さ
せるために、ばね状の復元力を生じさせる磁気起動式戻
し手段が設置されている。図９に示すように、走査要素
すなわち反射器２２０は、基底２２４に回転自在に取り
付けられた軸２２２のまわりを回転するように取り付け
られている。反射器２２０から伸びている支持レバー２
２６の端に、永久磁石２２８が取り付けられている。こ
の永久磁石２２８の近くの基底２２４に、電磁コイル２
３０が取り付けられている。永久磁石２２８のすぐ下の
ペムナット２３４に、磁性部材２３２が取り付けられて
いる。永久磁石２２８は円板または長方形部材であっ
て、その面２３６と２３８（図示せず）は反対の磁極に
磁化されている。面２３６がＮ極で、面２３８がＳ極で
もよいし、その逆でもよい。
の実施例においては、反射器を走査端位置の間で揺動さ
せるために、ばね状の復元力を生じさせる磁気起動式戻
し手段が設置されている。図９に示すように、走査要素
すなわち反射器２２０は、基底２２４に回転自在に取り
付けられた軸２２２のまわりを回転するように取り付け
られている。反射器２２０から伸びている支持レバー２
２６の端に、永久磁石２２８が取り付けられている。こ
の永久磁石２２８の近くの基底２２４に、電磁コイル２
３０が取り付けられている。永久磁石２２８のすぐ下の
ペムナット２３４に、磁性部材２３２が取り付けられて
いる。永久磁石２２８は円板または長方形部材であっ
て、その面２３６と２３８（図示せず）は反対の磁極に
磁化されている。面２３６がＮ極で、面２３８がＳ極で
もよいし、その逆でもよい。
【００５６】ある実施例では、磁性部材２３２は導磁性
物質たとえば軟鉄心から作られる。電磁コイル２３０は
交流電圧で励磁され、永久磁石は正負の交流電流によっ
てコイルに交互に吸引され、反発される。これにより、
走査要素すなわち反射器２２０が走査端位置間の角揺動
する。反射器２２０が揺動すると、永久磁石２２８は、
その前進後退のとき軟鉄心２３２の上を通過する。コイ
ル２３０が脱磁されると、永久磁石２２８の磁場と軟鉄
心２３２の間の相互作用により、磁石２２８つまり可動
組立体全体が軟鉄心２３２の中心を通るその磁気平衡線
と一直線に並ぶ。コイル２３０が励磁されると、交流電
流の位相に従って、永久磁石２２８がコイル２３０へ交
互に吸引され、反発され、その結果、軟鉄心２３２は、
永久磁石２２８の向かい合った面の極性とは反対の極性
に磁化される。異なる磁極は互いに引き合うので、ばね
作用と同等な復元力が生じ、反射器は平衡位置へ動かさ
れる。反射器の最も左の走査端位置と最も右の走査端位
置は、コイル２３０を通る交流電流の大きさと位相、お
よび軟鉄心２３２の幾何学的形状と材質（復元トルクの
値を決める）の関係によって決まる。コイル２３０が脱
磁されると、上に述べたメカニズムで、可動組立体が静
止（平衡）位置にきて止まる。
物質たとえば軟鉄心から作られる。電磁コイル２３０は
交流電圧で励磁され、永久磁石は正負の交流電流によっ
てコイルに交互に吸引され、反発される。これにより、
走査要素すなわち反射器２２０が走査端位置間の角揺動
する。反射器２２０が揺動すると、永久磁石２２８は、
その前進後退のとき軟鉄心２３２の上を通過する。コイ
ル２３０が脱磁されると、永久磁石２２８の磁場と軟鉄
心２３２の間の相互作用により、磁石２２８つまり可動
組立体全体が軟鉄心２３２の中心を通るその磁気平衡線
と一直線に並ぶ。コイル２３０が励磁されると、交流電
流の位相に従って、永久磁石２２８がコイル２３０へ交
互に吸引され、反発され、その結果、軟鉄心２３２は、
永久磁石２２８の向かい合った面の極性とは反対の極性
に磁化される。異なる磁極は互いに引き合うので、ばね
作用と同等な復元力が生じ、反射器は平衡位置へ動かさ
れる。反射器の最も左の走査端位置と最も右の走査端位
置は、コイル２３０を通る交流電流の大きさと位相、お
よび軟鉄心２３２の幾何学的形状と材質（復元トルクの
値を決める）の関係によって決まる。コイル２３０が脱
磁されると、上に述べたメカニズムで、可動組立体が静
止（平衡）位置にきて止まる。
【００５７】上記実施例の代替案として、鉄心２３２の
周囲に第２電磁コイル（図示せず）を設け、前記鉄心２
３２を第２コイルの鉄心にすることができる。この第２
コイルを直流電流で励磁すれば、軟鉄心の復元力は増大
する。さらに別の代替案として、鉄心２３２を永久磁石
にすることができる。Ｎ極がコイルから遠くに位置する
ように磁石２２８を配置する場合は、磁石２３２のＳ極
を上向きにしなければならない。磁石２３２のＳ極がコ
イルから遠くに位置する場合には、磁石２３２を逆にし
て配置しなければならない。
周囲に第２電磁コイル（図示せず）を設け、前記鉄心２
３２を第２コイルの鉄心にすることができる。この第２
コイルを直流電流で励磁すれば、軟鉄心の復元力は増大
する。さらに別の代替案として、鉄心２３２を永久磁石
にすることができる。Ｎ極がコイルから遠くに位置する
ように磁石２２８を配置する場合は、磁石２３２のＳ極
を上向きにしなければならない。磁石２３２のＳ極がコ
イルから遠くに位置する場合には、磁石２３２を逆にし
て配置しなければならない。
【００５８】図１０に、本発明の第８の実施例を示す。
図１０において、図９の実施例に類似する部品は同じ参
照番号で識別してある。この実施例の場合、復元力は弾
性部材２４０によって与えられる。弾性部材２４０は、
適当な弾性材料、たとえばゴム、常温加硫剤（Room Tem
perature Vulcanizer 、以下ＲＴＶと略す）または同様
なプラスチック材料で作ることができる。弾性部材２４
０は、ブラケット２４２で反射器２２０に、別のブラケ
ット２４４で支持体２２４に結合されている。フレーム
部材２４６は反射器２２０を軸支持体２２６へ取り付け
ている。コイル２３０に加えられた交流電流によって生
じた反射器２２０の揺動のため、弾性部材２４０はその
限界まで伸展して走査端位置を定める。コイル２３０が
脱磁されると、弾性部材２４０は反射器２２０を静止位
置へ戻す作用をする。
図１０において、図９の実施例に類似する部品は同じ参
照番号で識別してある。この実施例の場合、復元力は弾
性部材２４０によって与えられる。弾性部材２４０は、
適当な弾性材料、たとえばゴム、常温加硫剤（Room Tem
perature Vulcanizer 、以下ＲＴＶと略す）または同様
なプラスチック材料で作ることができる。弾性部材２４
０は、ブラケット２４２で反射器２２０に、別のブラケ
ット２４４で支持体２２４に結合されている。フレーム
部材２４６は反射器２２０を軸支持体２２６へ取り付け
ている。コイル２３０に加えられた交流電流によって生
じた反射器２２０の揺動のため、弾性部材２４０はその
限界まで伸展して走査端位置を定める。コイル２３０が
脱磁されると、弾性部材２４０は反射器２２０を静止位
置へ戻す作用をする。
【００５９】
【発明の効果】上に述べた諸特徴は、単独でまたは２つ
またはそれ以上を組み合わせて、記載した形式とは異な
る別形式の構造に有益に使用することができることは理
解されるであろう。
またはそれ以上を組み合わせて、記載した形式とは異な
る別形式の構造に有益に使用することができることは理
解されるであろう。
【００６０】以上、本発明を電力消費の少ない走査機構
に具体化した場合について説明したが、本発明の範囲内
でさまざまの修正や構造上の変更がなすことができるか
ら、本発明の範囲は記載した構造に限定されない。
に具体化した場合について説明したが、本発明の範囲内
でさまざまの修正や構造上の変更がなすことができるか
ら、本発明の範囲は記載した構造に限定されない。
【００６１】これ以上分析をしなくても、以上の説明で
本発明の要旨は十分に明らかであろうから、従来の技術
からみて、本発明の独自の態様の本質的特色を明らかに
構成している諸特徴を省かずに、現在の知識を応用して
本発明をさまざまな用途に容易に適合させることができ
る。したがって、そのような適合は特許請求の範囲の目
的および均等の範囲に含まれるべきものである。
本発明の要旨は十分に明らかであろうから、従来の技術
からみて、本発明の独自の態様の本質的特色を明らかに
構成している諸特徴を省かずに、現在の知識を応用して
本発明をさまざまな用途に容易に適合させることができ
る。したがって、そのような適合は特許請求の範囲の目
的および均等の範囲に含まれるべきものである。
【図１】手持ち式走査ヘッドの前方斜視図である。
【図２】本発明の走査機構の第１の実施例の平面図であ
る。
る。
【図３】本発明の走査機構の第２の実施例の側面図であ
る。
る。
【図４】本発明の走査機構の第３の実施例の斜視図であ
る。
る。
【図５】本発明の走査機構の第４の実施例の断面図であ
る。
る。
【図６】本発明の走査機構の第５の実施例の側面図であ
る。
る。
【図７】本発明の走査機構の第５の実施例の正面図であ
る。
る。
【図８】本発明の走査機構の第６の実施例の断面図であ
る。
る。
【図９】本発明の走査機構の第７の実施例の斜視図であ
る。
る。
【図１０】本発明の走査機構の第８の実施例の斜視図で
ある。
ある。
１０ 手持ち式走査ヘッド １２ 銃身部 １４ 銃把部 １６ 引き金式スイッチ １８ 窓 ２０ 電気ケーブル ２２ 復号モジュール ２４ ホスト装置 ３０ 走査機構 ３４ 板ばね ３６ 板ばねの一端 ３８ Ｌ形ブラケット ４０ ベース支持体 ４２ 板ばねの他端 ４４ 別のＬ形ブラケット ４６ クランプピン ４８ Ｖブロック ５０ 固定ねじ ５２ 反射器 ５４ 後方支持体 ５６ 永久磁石 ５８ 電磁コイル ６０ Ｌ形ブラケット ６２ 通路 ６４ 入力リード線 ６６ 軸線 ６８ Ｌ形ストップ ７０ レーザー ７２ 支柱 ７４，７６ アーム ７８ 永久磁石 ８０ 反射器 ８２ 基底 ８４ 直立支持体 ８６ 電磁コイル ８８ 固定具 ９０ 入力リード線 ９２ 通路 ９３ レーザー ９４ 出力軸 ９６ モーター ９８ 揺動を示す矢印 １００ カップラー １０２ センタリング捩りばね １１０ Ｕ形ばね １１１ 水平走査線 １１２，１１４ 一対のアーム １１６ 光反射器 １１８ 永久磁石 １１９ ピボット線 １２０ 電磁コイル １２１ Ｕ形ばね（音叉） １２２ 直立支持体 １２３ 短いアーム １２４ 基底 １２５ 長いアーム １２６ 入力リード線 １２７ 節点 １２８ 平面ばね １２９ 反射器 １３０ 通路 １３１ 電磁コイル １３２ レーザー １３３ 通路 １３４ Ｓ形平面ばね １３５ 永久磁石 １３６ 一方のアーム １３７ 支持体 １３８ 他方のアーム １３９ 平面ばね １４０ 平衡錘 １４１ 基底部分 １４２ 直立平面ばね １４３ 壁部分 １４５ リード線 １４７ レーザー １４９ 平行な部分 １５０ 平面ばね １５１ 傾斜した部分 １５２ 基底 １５３ ｘ方向走査線 １５４ 反射器 １５５ ピボット線 １５６ 永久磁石 １５８ 電磁コイル １６０ 通路 １６２ 直立ブラケット部材 １６４ 軸線 １６６ 重心 １６８ リード線 １７０ レーザー １８０ 回転手段 １８２ 軸線 １８３ モーター １８４ 軸 １８６ 伝動ベルト １８８ 玉軸受 １９０ 支持梁 ２２０ 反射器 ２２２ 軸 ２２４ 基底 ２２６ 支持レバー ２２８ 永久磁石 ２３０ 電磁コイル ２３２ 磁性部材 ２３４ ペムナット ２３６，２３８ 永久磁石の面 ２４０ 弾性部材 ２４２，２４４ ブラケット
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ハワード エム シェパード アメリカ合衆国 ニューヨーク州 11739 グレート リヴァー プロヴォ スト アベニュー 18 (72)発明者 シモン バード アメリカ合衆国 ニューヨーク州 11790 ストーニー ブルック ペンブ ルック ドライヴ 19 (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 サウス 12 (72)発明者 エドワード バーカン アメリカ合衆国 ニューヨーク州 11720 シトーケット リン ストリー ト ８ (56)参考文献 実開 平３−9056（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G02B 26/10
Claims (17)
- 【請求項１】 異なる光反射率の部分をもつ表示に光を
向けて表示から戻ってくる反射光を集めることによって
表示を読み取るスキャナのための走査機構であって、 走査要素と、該走査要素を保持する手段と、前記走査要
素を１対の走査端位置の間で角揺動するように前記保持
手段を駆動する駆動手段とを備え、 前記保持手段は、両端が走査機構本体に固定され且つ中
間部が角度をもって屈曲した板ばねと、前記走査要素を
保持しており、前記板ばねの前記屈曲中間部に固定され
た支持体とを包含し、 前記駆動手段は、前記支持体の一端に固定された磁石
と、前記走査機構本体の前記磁石に対向する位置に固定
されて信号に応じて前記磁石を変位させる電磁コイルと
を包含し、 前記電磁コイルを前記信号によって励磁することによっ
て、前記走査要素を前記１対の走査端位置の間で角揺動
させることを特徴とする走査機構。 - 【請求項２】 請求項１に記載の走査機構において、前
記信号は連続的に加えられる交流信号であることを特徴
とする走査機構。 - 【請求項３】 請求項１に記載の走査機構において、前
記屈曲中間部に隣接して前記走査要素の移動範囲を制限
するストップ体が設けられていることを特徴とする走査
機構。 - 【請求項４】 異なる光反射率の部分をもつ表示に光を
向けて表示から戻ってくる反射光を集めることによって
表示を読み取るスキャナのための走査機構であって、 走査要素と、該走査要素を保持する手段と、前記走査要
素を第１の対の走査端位置の間及び該第１対の走査端位
置を結ぶ線に交差する方向の第２の対の走査端位置の間
で角揺動するように前記保持手段を駆動する駆動手段と
を備え、 前記保持手段は、相互に対向する一対のアームを有し且
つその一方のアームに前記走査要素が取付けられたＵ字
形状部材と、前記Ｕ字形状部材の中間部を支持する支持
体とを包含し、 前記駆動手段は、前記Ｕ字形状部材の他方のアームに取
付けられた磁石と、前記支持体の前記磁石に対向する位
置に固定されて信号に応じて前記磁石を変位させる電磁
コイルと、前記支持体と走査機構本体との間に設けられ
て前記Ｕ字形状部材を長手方向軸線のまわりに角度回転
させる回転駆動手段とを包含し、 前記電磁コイルを前記信号によって励磁することによっ
て、前記走査要素を前記第１の対の走査端位置の間で角
揺動させ、それと同時に、前記回転駆動手段を動作させ
ることによって、前記走査要素を前記第２の対の走査端
位置の間で角揺動させることを特徴とする走査機構。 - 【請求項５】 請求項４に記載の走査機構において、前
記回転駆動手段はトルクモータであることを特徴とする
走査機構。 - 【請求項６】 異なる光反射率の部分をもつ表示に光を
向けて表示から戻ってくる反射光を集めることによって
表示を読み取るスキャナのための走査機構であって、 走査要素と、該走査要素を保持する手段と、前記走査要
素を第１の対の走査端位置の間及び該第１対の走査端位
置を結ぶ線に交差する方向の第２の対の走査端位置の間
で角揺動するように前記保持手段を駆動する駆動手段と
を備え、 前記保持手段は、相互に対向する一対のアームを有し且
つその一方のアームに前記走査要素が取付けられたＵ字
形状部材と、該Ｕ字形状部材の他方のアームを走査機構
本体に取付ける支持体とを包含し、前記支持体は前記走
査機構本体との連結部を中心に揺動可能になっており、 前記駆動手段は、Ｕ字形状部材の前記他方のアームに取
付けられた磁石と、前記走査機構本体の前記磁石に対向
する位置に固定されて信号に応じて前記磁石を変位させ
る電磁コイルとを包含し、 前記電磁コイルを高周波信号によって励磁することによ
って、前記Ｕ字形状部材を共振させて前記一方のアーム
に取付けられた前記走査要素を前記第１の対の走査端位
置の間で角揺動させ、それと同時に、前記電磁コイルを
低周波信号によって励磁することによって、前記Ｕ字形
状部材全体を前記支持体の前記連結部を中心に揺動させ
て前記走査要素を前記第２の対の走査端位置の間で角揺
動させることを特徴とする走査機構。 - 【請求項７】 請求項６に記載の走査機構において、前
記Ｕ字形状部材及び前記支持体は、板ばねで成ることを
特徴とする走査機構。 - 【請求項８】 請求項６に記載の走査機構において、前
記Ｕ字形状部材の一対のアームは、非対称になるように
互いに長さが異なっていることを特徴とする走査機構。 - 【請求項９】 請求項６に記載の走査機構において、前
記支持体には、前記Ｕ字形状部材の他方のアームと前記
走査機構本体との中間位置から延びるばね部材が設けら
れており、該ばね部材には、前記支持体が支持する前記
Ｕ字形状部材の前記走査要素の重量を軽減する平衡錘が
取付けられていることを特徴とする走査機構。 - 【請求項１０】 異なる光反射率の部分をもつ表示に光
を向けて表示から戻ってくる反射光を集めることによっ
て表示を読み取るスキャナのための走査機構であって、 走査要素と、該走査要素を保持する手段と、前記走査要
素を少なくとも１対の走査端位置の間で角揺動するよう
に前記保持手段を駆動する駆動手段とを備え、 前記保持手段は、相互に対向する一対のアームを有し且
つその一方のアームに前記走査要素が取付けられたＵ字
形状部材と、該Ｕ字形状部材の他方のアームと走査機構
本体とを連結する板ばねとを包含し、 前記駆動手段は、Ｕ字形状部材の前記他方のアームに取
付けられた磁石と、前記走査機構本体の前記磁石に対向
する位置に固定されて信号に応じて前記磁石を変位させ
る電磁コイルとを包含し、 前記Ｕ字形状部材の一対のアームは長さが相互に異なっ
ていて、短いアームに前記走査要素が取付けられ、長い
アームに前記磁石が取付けられており、 前記電磁コイルを前記信号によって励磁することによっ
て、前記走査要素を前記１対の走査端位置の間で角揺動
させることを特徴とする走査機構。 - 【請求項１１】 請求項１０に記載の走査機構におい
て、前記板ばねは、その長手方向が前記Ｕ字形状部材の
長手方向に交差するように、前記他方のアームから前記
走査機構本体の連結部に延びており、 前記電磁コイルを高周波信号によって励磁することによ
って、前記Ｕ字形状部材を共振させて前記一方のアーム
に取付けられた前記走査要素を前記１対の走査端位置の
間で角揺動させ、それと同時に、前記電磁コイルを低周
波信号によって励磁することによって、前記板ばねを前
記連結部を中心に揺動させて前記走査要素を、前記１対
の走査端位置を結ぶ線に交差する方向の第２の対の走査
端位置の間で角揺動させることを特徴とする走査機構。 - 【請求項１２】 請求項１０に記載の走査機構におい
て、前記Ｕ字形状部材及び前記板ばねは、水平に配置さ
れており、前記板ばねに関して、前記走査要素は前記磁
石に対して重量に不釣合いをもっていて前記板ばねを捩
れさせており、 前記電磁コイルを高周波信号によって励磁することによ
って、前記Ｕ字形状部材を共振させて前記一方のアーム
に取付けられた前記走査要素を前記１対の走査端位置の
間で角揺動させ、それと同時に、前記電磁コイルを低周
波信号によって励磁することによって、前記捩れた板ば
ねを揺動させて前記走査要素を、前記１対の走査端位置
を結ぶ線に交差する方向の第２の対の走査端位置の間で
角揺動させることを特徴とする走査機構。 - 【請求項１３】 異なる光反射率の部分をもつ表示に光
を向けて表示から戻ってくる反射光を集めることによっ
て表示を読み取るスキャナのための走査機構であって、 走査要素と、該走査要素を保持する手段と、前記走査要
素を第１の対の走査端位置の間及び該第１対の走査端位
置を結ぶ線に交差する方向の第２の対の走査端位置の間
で角揺動するように前記保持手段を駆動する駆動手段と
を備え、 前記保持手段は、走査機構本体から直立した板ばねを包
含し、該板ばねは、前記走査機構本体との連結部を中心
に揺動可能になっており、且つ、該板ばねの先端部分
は、自身の軸線まわりに揺動可能になっており、 前記駆動手段は、前記板ばねの前記先端部分の一方の面
に取付けられた磁石と、前記走査機構本体の前記磁石に
対向する位置に固定されて信号に応じて前記磁石を変位
させる電磁コイルとを包含し、 前記走査要素は、前記板ばねの前記先端部分の他方の面
に取付けられ、該走査要素は、その重心が前記板ばねの
前記軸線と水平方向に距離を有するように、前記板ばね
に取付けられており、 前記電磁コイルを低周波信号によって励磁することによ
って、前記板ばねを前記連結部まわりに揺動させて前記
走査要素を前記第１の対の走査端位置の間で角揺動さ
せ、それと同時に、前記電磁コイルを高周波信号によっ
て励磁することによって、前記板ばねを前記軸線まわり
に揺動させて前記走査要素を前記第２の対の走査端位置
の間で角揺動させることを特徴とする走査機構。 - 【請求項１４】 異なる光反射率の部分をもつ表示に光
を向けて表示から戻ってくる反射光を集めることによっ
て表示を読み取るスキャナのための走査機構であって、 走査要素と、該走査要素を保持する手段と、前記走査要
素を少なくとも１対の走査端位置の間で角揺動するよう
に前記保持手段を駆動する駆動手段とを備え、 前記保持手段は、相互に対向する一対のアームを有し且
つその一方のアームに前記走査要素が取付けられたＵ字
形状部材と、該Ｕ字形状部材の他方のアームを保持する
とともに走査機構本体に回転可能に支持されている支持
体とを包含し、前記支持体は、その回転軸心が前記Ｕ字
形状部材の両アームの長手方向を直交するように前記走
査機構本体に取付けられており、 前記駆動手段は、Ｕ字形状部材の前記他方のアームに取
付けられた磁石と、前記走査機構本体の前記磁石に対向
する位置に固定されて信号に応じて前記磁石を変位させ
る電磁コイルと、前記支持体を前記回転軸心まわりに回
転させる回転駆動手段とを包含し、前記磁石と前記電磁
コイルは、前記支持体の回転軸心上に配置されており、 前記電磁コイルを高周波信号によって励磁することによ
って、前記Ｕ字形状部材を共振させて前記一方のアーム
に取付けられた前記走査要素を前記１対の走査端位置の
間で角揺動させ、それと同時に、前記回転駆動手段を低
周波信号によって駆動することによって前記支持体を回
転させて前記Ｕ字形状部材を前記回転軸心まわりに回転
させて、前記走査要素を、前記１対の走査端位置を結ぶ
線を回転するように角揺動させることを特徴とする走査
機構。 - 【請求項１５】 異なる光反射率の部分をもつ表示に光
を向けて表示から戻ってくる反射光を集めることによっ
て表示を読み取るスキャナのための走査機構であって、 走査要素と、該走査要素を保持する手段と、前記走査要
素を１対の走査端位置の間で角揺動するように前記保持
手段を駆動する駆動手段とを備え、 前記保持手段は、前記走査要素を揺動可能に支持する走
査機構本体から直立した軸を包含し、 前記駆動手段は、前記走査要素に固定された磁石と、前
記走査機構本体の前記磁石に対向する位置に取付けられ
て、信号に応じて前記磁石を変位させる電磁コイルとを
包含し、 前記駆動手段は、更に、前記走査機構本体の前記電磁コ
イルから離れた位置であって且つ前記磁石に隣接する位
置に取付けられた、該磁石を磁気的に吸引する磁気吸引
部材を包含し、 前記電磁コイルの励磁によって前記走査要素を前記１対
の走査端位置の一方の位置から他方に角移動させ、前記
励磁の停止の時、前記磁気吸引部材によって前記走査要
素を前記一方の走査端位置に復帰させ、 前記電磁コイルを前記信号によって励磁することによっ
て、前記走査要素を前記１対の走査端位置の間で角揺動
させることを特徴とする走査機構。 - 【請求項１６】 請求項１５に記載の走査機構におい
て、前記磁気吸引部材が軟鉄心等の透磁性材料であるこ
とを特徴とする走査機構。 - 【請求項１７】 請求項１５に記載の走査機構におい
て、前記磁気吸引部材が第２の電磁コイルであることを
特徴とする走査機構。
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