JP3568929B2

JP3568929B2 - 磁気センタリング式走査ミラーを備えたコンパクトな走査モジュール

Info

Publication number: JP3568929B2
Application number: JP2001369571A
Authority: JP
Inventors: バーカンエドワード; エムシェパードハワード; イードルジマラマーク
Original assignee: シンボルテクノロジーズインコーポレイテッド
Priority date: 2001-07-03
Filing date: 2001-12-04
Publication date: 2004-09-22
Anticipated expiration: 2021-12-04
Also published as: AU9705901A; CN1393822A; JP2003029195A; AU783926B2; EP1274039A3; DE60132186D1; DE60132186T2; EP1274039A2; TWI245224B; EP1274039B1; CN1242354C

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般に、バーコード記号の読取装置のような電気光学的読取装置またはスキャナ、より詳細には、特にコンパクトな読取装置を必要とする用途に使用する走査モジュールに関する。
【０００２】
【従来の技術】
バーコード記号の読取装置のような電気光学的読取装置は、現在では非常に一般的になっている。一般に、バーコード記号は、普通は矩形形状の１つ或いはそれ以上の明るい領域と暗い領域の列で成り立っている。暗い領域の幅すなわちバー、及び／またはバー間にある明るい領域の幅すなわちスペースが、読取用にコード化された情報を表している。
【０００３】
バーコード記号の読取装置は、記号を照らし、コード化した領域から反射された、または散乱された光を感知して、対応するコード化した領域の幅とスペースを検出し、コード化された情報を引き出す。バーコード読取形式のデータ入力システムは、広範囲にわたる様々な用途において、データ入力の効率と正確さを向上させる。こうしたシステムにおいてデータ入力が容易になることで、より常習的で詳細なデータ入力、例えば効率的な在庫リストの提供をしたり、作業中の仕事を追跡するようなことが円滑になる。しかし、こうした利点を生かすためには、ユーザーや従業員は、一貫して読取装置を使用する気がないといけない。それゆえ、読取装置の操作は使いやすく便利でなければならない。
【０００４】
様々なスキャナが知られている。特に利点のある読取装置のタイプは、記号を横切るレーザービームのような光ビームを走査させる光学的スキャナである。
本発明の譲受人が所有し、引用によりここに組み入れる米国特許第４、３８７、２９７号と第４、７６０、２４８号で例示されているレーザースキャナのシステムと部品のタイプは、通常は異なった光の反射度のある部分を持つ表示記号、すなわちバーコード記号、特に、万国製品コード（ＵＰＣ）タイプのものを、特定の動作範囲や読込み距離で、手持ち式または固定式スキャナで読取るために設計されている。
【０００５】
ミラーとモーターの種々の形状を、望ましい走査パターンでビームを動かすために使用できる。例えば、米国特許第４、２５１、７９８号は、それぞれの側面に平面ミラーを持つ回転多角形で、各ミラーが記号を横切る走査線を掃引するようにするものを開示している。米国特許第４、３８７、２９７号と第４、４０９、４７０号は、共に、ミラーを取り付けた駆動軸まわりで周方向に交互に、反復的かつ往復動を行うように駆動される平面ミラーを採用している。米国特許第４、８１６、６６０号は、ほぼ凹面のミラー部分とほぼ平面状のミラー部分とで構成されるマルチ・ミラー構造を開示している。マルチ・ミラー構造は、反復的かつ往復動的に、マルチ・ミラー構造が取り付けられている駆動軸のまわりで円周方向に交互に駆動される。上記の全ての米国特許は、引用によりここに組み込まれる。
【０００６】
上述されたタイプの電気光学的スキャナの「走査エンジン」または走査モジュールは、レーザー光源、光学系、走査ミラー、走査ミラーを振動させる駆動装置、光検出器及びそれに対応する信号処理と復号回路を含む。こうした部品すべてのサイズと重さが、スキャナに代わって走査モジュールに加わる。本発明の譲受人が所有し、引用によりここに組み入れる米国特許第５、０９９、１１０号、第５、１６８、１４９号、第５、５０４、３１６号、第５、２６２、６２７号、第５、３６７、１５１号及び第５、６８２、０２９号のすべてを、走査モジュールの詳細な説明のために、参照することができる。
【０００７】
長期使用を伴う用途では、大きく重い手持ち式スキャナは、ユーザーを疲労させる。スキャナの使用が、疲労またはその他の不便を生み出すと、ユーザーはスキャナを使いたがらなくなる。スキャナを一貫して使用することを厭うのであれば、それはどのようなものでも、バーコード・システムが意図しているようなデータ収集目的を失敗させる。
【０００８】
また、携帯電話、携帯デジタル端末、ノートブック、ペン型機器及びユーザーの指装着用リング・スキャナのような、小さなコンパクト装置に適合する小型スキャナの必要性がある。このような装置は、できるだけ小さなものである必要があり、走査モジュールは、使いやすさが唯一の要件となる場合でも、それ以上に、極めて小型に製作される必要がある。
【０００９】
このようなコンパクト装置の製造業者は、高度な製造技術を用いて、そのサイズをできるだけ小さくしている。スキャナが装備されていない場合でも、こうした装置は、多くのユーザーが望んでいる以上に、大きなものとなりがちである。機能向上のために、スキャナがこうしたコンパクト装置に取り付けられる場合であっても、バーコード記号の走査は、通常は装置使用の第一目的ではない。したがって、装置において搭載を妥当なものとするには、スキャナと走査エンジンは、できるだけ小さく安価でなければならない。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
このように、バーコード読取装置開発の現在の目的は、読取装置をできるだけ小型化することであり、走査モジュールのサイズ、重量及びコストをさらに減らす必要性が依然としてある。可動部品の質量は、走査するために必要な電力を最小とするために、できるだけ低くあるべきである。
【００１１】
また、特定のモジュールが様々な異なったスキャナで使用できるように、走査モジュールをモジュール化することが望ましい。しかしながら、すべての必要なスキャナ部品を含む、特にコンパクトで軽いモジュールを開発するという必要性もある。
したがって、この発明の一般的な目的は、光ビームを走査するために、さらに表示記号から反射光を合焦するために使用される部品のサイズ、重量及びコストを減らすことである。
【００１２】
さらに詳細には、本発明の目的は、サイズがより小さく、重量がより軽い電気光学的走査システムを開発することである。
本発明のさらにもう１つの目的は、製造がしやすく、低価格で製造できる走査モジュールを生産することである。
関連する目的は、容易に組み立てられる走査モジュールを提供することである。
その他の目的は、こうした走査モジュールで使用する走査ミラーを、信頼性をもって中央位置にもたらすことである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記の目的と下記で明らかになるその他の事項に伴う本発明の一つの特徴は、簡潔に述べると、電気光学的に表示記号を読取る読取装置に使用する走査モジュールにある。モジュールは支持部を有する。プリント回路基板であることが望ましいほぼ平坦な基板が該支持部に取り付けられる。また、レーザー光源は、該支持部に取り付けられ、該基板に対しほぼ垂直方向にレーザービームを射出するように作動する。走査ミラーは、振動運動するように該支持部に取り付けられる。光学的手段が、レーザービームの向きを変えるために、さらにレーザービームを走査ミラーに向け、そこから表示記号の方向に反射させるために、該支持部に取り付けられる。表記記号を横切るようにレーザービームを掃引させ、そこから散乱させられるように走査ミラーを振動させるために、駆動装置が該支持部に取り付けられている。センサが、表記記号からの散乱光を検出するために、さらに検出された散乱光に対応する表示記号を示す電気信号を発生させるために、該支持部に取り付けられている。
【００１４】
光学手段は、レーザービームの向きを９０°だけ変えるための反射ミラーを含み、走査ミラーから作動距離だけ離れた焦点位置に該レーザービームを合焦させるために共に作動する合焦要素と絞り開口とを含むことが望ましい。該合焦要素は、調節位置まで支持部上を移動可能に取り付けられ、該調節位置に固定される。合焦要素は、反射ミラーと走査ミラーとの間に取り付けられる。レーザービームを該基板に垂直に射出することが、非常にコンパクトな構造を可能にする。
【００１５】
走査ミラーは、駆動装置によって、軸線の回りをハブと連動して振動するように、ハブに取り付けられることが望ましく、該軸線に沿って軸が延びる。ハブまたは軸のどちらを振動部材としてもよい。もう１つの選択肢として、軸とハブの両方を自由に振動させてもよい。ハブは、クラウン状のスラスト面を持つ軸受により支持部に軸支された軸と一体化させてもよい。
【００１６】
もう１つの特徴は、走査ミラーを磁気的に中央位置に置くことにある。また、永久磁石を、走査ミラーと連動して振動するようにハブに取り付ける。永久磁石は、磁気軸を持つ棒磁石である。励磁可能な電磁コイルが、該支持部に取り付けられ、走査ミラーの休止位置において磁気軸にほぼ垂直に延びる電磁軸を有する。コイルの励磁は、コイルと磁石とに磁場を生成し、ハブと走査ミラーが互いに連動して振動する。
【００１７】
この特徴に従って、走査ミラーは、該コイルの消磁に伴い休止位置で中央位置に置かれ、そのために該支持部に取り付けられ、永久磁石の磁気軸に沿って間隔をおいて配置された、一対の強磁性部を有する磁極片を使用する。永久磁石の磁極は、強磁性部に磁気的に引き付けられ、それにより永久磁石は磁極片に並ぶ。このように、休止位置は正確に設定される。
【００１８】
光検出器をプリント回路基板の一方の面に取り付け、プリント回路基板の前記一方の面で電気接続を行うように表面装着コネクタを設けることが一層好ましい。このことにより、ピンが基板を貫通突出して反対側の基板面を占有する必要がないので、反対側の基板面にある回路配置にさらにスペースができる。
【００１９】
このように、本発明によれば、レーザー光源、コイル及び光検出器は全て、プリント回路基板の同一主面に取り付けられる。電気信号を処理する信号処理回路は、主面の反対側であるプリント回路基板のもう一方の面に好都合に取り付けができる。また、電力と制御回路は、プリント回路基板のもう一方の面に設置され、レーザー光源、コイル及び光検出器に電力を供給する。
【００２０】
レーザー光源の位置決め、光源から射出されるレーザービームを合焦する合焦光学系、光検出器、反射光を集光する集光光学系、及び駆動装置、特に磁石とコイルは、モジュール内の不使用容積をなくし、全体の容積を減らすようにされてきた。組み立てコストは、プリント回路基板上の部品設置に使われるものなどのような標準組み立て装置にさせることで、最小化が図られている。例えば、コイルと光検出器の両方を、該支持部と同じ側のプリント回路基板に面取り付けすることができる。このことにより、他の部品によって占められる、基板のもう一方の側によりスペースができる。
【００２１】
本発明の特色とみなされる新規な特徴は、請求項に詳しく述べられている。しかしながら、本発明自体は、その構造及び作動方法の両方、並びにその他の目的及び利点に関し、特定の実施形態に関する以下の説明を添付図面と照らし合わせて読むことにより、最も良く理解される。
【００２２】
【発明の実施の形態】
図面を参照すると、図１の参照番号１０は光源を示し、この光源は、容器に収められた半導体ソリッドステートレーザであることが好ましく、容器は底部壁から突出する複数のピン１２を有し、レーザーは、電気的に励磁されることによって作動して容器上壁の開口部から好ましくは可視のレーザービームを射出する。容器１２は、複数の取り付けポスト１８を持つ支持部即ちシャシ１６にある円筒形の穴１４に矢印Ａの向きに挿入され、該ポストは、図６に図示されているほぼ平坦な基板２０を貫通する対応した取り付け穴に挿入され、基板２０は、シャシ１６の下側にあって該シャシに支持されるプリント回路基板（ＰＣＢ）とすることが有利である。シャシ１６は、以下に述べるように、レーザー１０及びその他の走査モジュールすなわちエンジンの全ての部品を支持する。
【００２３】
図７に示すように、容器の底部壁は、ＰＣＢ上面の上に置かれ、さらに穴１４に接着されているレーザー１０は、ＰＣＢに対しほぼ垂直方向に、例えば、垂直上向き方向にそのレーザービームを射出する。シャシ１６は、レーザー１０の位置を決める。ピン１２は、ＰＣＢにある取り付け穴の中に一旦差し込まれると、ＰＣＢの下面ではんだ付けされる。反射ミラー２２は、シャシ１６に４５°の角度で固定して取り付けられ、該反射ミラー２２から反射されるレーザービームがＰＣＢにほぼ水平かつ平行になるようにレーザービームの向きを変える。
【００２４】
水平なレーザービームは、合焦レンズ２４と開口部２８を有する開口絞り２６を通過し、それらは共に、モジュールから選択された作動距離を隔てたところにある焦点にレーザービームを合焦させる役割を果たす。反射ミラー、合焦レンズ及び開口絞りは、矢印Ｂの向きにシャシ１６に組み込まれる過程で、別々に図２に示されている。合焦レンズは、選択した距離に焦点を調節するために、図７の矢印Ｃの向きにスライド可能であり、合焦レンズは一旦調節されると、所定の位置に固定される。
【００２５】
開口部２８を通過した後、レーザービームは、走査ミラー３０に入射し、反射されて、バーコード記号のような表示記号に向かってＰＣＢを斜めに横切るように図７の矢印Ｄの向きに進む。図３の分解図及び図４の組み立て図が示すように、走査ミラー３０はハブ３２に取り付けられ、ハブの斜壁３４に接着される。ハブ３２は、軸３６にそって延びる軸線まわりに振動することが可能となる。ハブまたは軸のどちらかが振動部材となる。もう１つの選択肢として、軸とハブの両方が自由に振動するようにしてもよい。ハブは、シャシに設置された軸受けに軸支される軸と一体化してもよい。永久磁石４０は、ハブの水平な底部壁に固定して取り付けられている。図７に示すように、磁石は、両端部に北（Ｎ）と南（Ｓ）極を有する長い棒磁石で、磁石の縦方向に延びるほぼ水平な磁気軸を持つものが望ましい。磁石は四角形のような、他の形状でもよい。
【００２６】
図９に最もよく示されるように、軸３６の両端部は、Ｕ型ヨーク４２の対になったアーム３８に固定される。該ヨークは、シャシ上に取り付けができる。図７に示すように、走査ミラー３０は、ハブ及び磁石とともに休止すなわち平衡位置にあり、そこでは走査ミラーは、ＰＣＢの水平方向または水平面に対して約４５°の角度に向けられ、磁石はＰＣＢにほぼ平行な水平面に置かれる。
【００２７】
磁石４０は、走査ミラー３０を軸３６の回りでの周方向往復動を反復的に繰り返させる駆動装置の一部である。駆動装置は、図４に見られるように、ＰＣＢの穴に差し込まれる一対のピン４６を持つ電磁コイルを含む。コイルは、ヨーク４２を支持するように取り付けることができるボビンを有する。コイル４４は、ＰＣＢ上面またはわずか上方に置かれ、ピン４６を伝わる励磁信号によって励磁されると、磁石のほぼ水平な磁気軸と作用し合うほぼ垂直の電磁軸を生じる。励磁信号は、周期的で、例えば正弦波或いは三角波状に向きを変え、その結果、磁石４０、続いてハブ及び走査ミラーは、駆動同波数で前後に振動させられる。
【００２８】
走査ミラー３０の振動により、該ミラーに入射するレーザービームは、読み取られる表示記号を横切って掃引する。表示記号により散乱された光の一部は、モジュールに戻り、例えば、走査ミラーから離れた位置で該ミラーを迂回するところにあるシャシ上の隣接区画部に取り付けられた、半円筒形の集光レンズ４８によって集光される。集光レンズの両面は、収差を最小に抑え最大集光効果を得る曲率を有することが望ましい。集光された光は、該レンズ４８の下にある光学的帯域フィルター５０を通過し、好ましくはＰＣＢ上面に取り付けられたフォトダイオード５２の形態のセンサの方に向けられる。レンズ４８、フィルター５０及びフォトダイオード５２は、シャシに組み込む過程について、図５に示されている。完成済み組立体は、図６で示す。
【００２９】
フォトダイオードは、ＰＣＢ上面のフォトダイオードを取り付ける表面に表面端子５４を有する。このように、フォトダイオードの直ぐ反対側のＰＣＢ下面の領域は、信号処理回路５６ような追加的な電子回路を支持するために利用できる。フォトダイオードがピン（例えば、レーザー・ピン１２またはコイル・ピン４６）を有する場合、ＰＣＢ下面の領域に、こうしたフォトダイオード・ピンを収納する必要があり、信号処理回路５６またはそれ以外の回路は、他の場所に置かなくてはならない。信号処理回路５６は、散乱光の検出に応答してフォトダイオードにより発せられる電気信号を処理するように作動する。電気信号はアナログ信号として発生し、デジタル化され、任意に、読取られる表示記号を表わすデータに復号される。
【００３０】
追加的な回路のためにスペースが必要とされる場合、コイル４４の直ぐ反対側のＰＣＢ下面の領域は、ピン４６により占められる必要がなく、その代わりとして、表面接点を有するコイル４４を表面に設置してもよい。同じことがレーザー・ピン１２にも当てはまる。ＰＣＢ下面の残りの部分は、レーザー１０、コイル４４及びフォトダイオード５２のための電力と制御回路を収納するために使用される。任意に、無線通信によりホストに電気信号を送信するために、特に処理後の電気信号を送信するために高周波送信機とアンテナをＰＣＢに設けることができる。
【００３１】
ＰＣＢにフォトダイオードの裸チップを取り付けて、フォトダイオードのパッケージまたはハウジングを省略することにより、余分の費用と寸法を省くことができる。このいわゆる「チップオンボード」設計は、フォトダイオードをより小型化し、パッケージのコストを省く。
【００３２】
位置に関する些細なエラーは、視界を誤った方向にむけさせる原因となるので、フォトダイオードは、正確に位置決めする必要がある。フォトダイオードを配置しやすくし、視界条件を最小に抑えるために、シャシは、開口部２８がフォトダイオードの感光面の真上に位置するように製作される。フォトダイオードが完璧に位置決めされなくとも、開口部を通して見える感光面部分が視界の大きさ、形及び位置を決められるように、感光面は、開口部よりも大きく作られる。開口部は、シャシの重要部分であることから、集光レンズを基準として正確に位置決めされ、次に集光レンズがレーザー１０及び走査鏡３０を基準にして正確に位置決めされる。
シャシは、このように正確な光学的アラインメントをもって全ての部品を支持する。そのために、シャシは、合成プラスチック素材から精密に成型される。
【００３３】
図６のモジュールは、ほぼ平行六面体の形を有し、約８．８ｍｍ×９．８×５．７ｍｍの容積を占める。ＰＣＢは、ほぼ９ｍｍ×１２ｍｍである。それは、非逆反射的な走査エンジン、即ち、戻りの散乱光が走査ミラーを通過する経路を通って集められることのないエンジンにとっては非常にコンパクトである。集光領域は、シャシの正面領域全体のほぼ半分である。
【００３４】
図４に戻ると、鉄のような強磁性体から作られた長い磁極片６０は、互いに間隔を空けて配置された一対の折り曲げ端部６２を有する。磁極片は、コイル４４のボビンの下側にある溝６４にはめられ、ＰＣＢ上面より上方でコイルに固定的に支えられる。磁極片の端部６２は、磁石４０の磁極を磁気的に引き付け該磁石を休止位置に付勢する。コイルが消磁されると、磁極及び磁極片端部間の一定磁気引力により、磁石４０は自動的に走査ミラーを休止位置に戻すことになる。この自動センタリングは、電気光学的調整の目的に役立つ。
他のセンタリング技術として、２つの別個の磁片即ち離して置かれた別個の磁石を使用し、ローター磁石をそれらの間にセンタリングする方法がある。
【００３５】
図１０は、走査エンジンの変型を図示している。反射ミラー２２及び合焦レンズ２４を別々の部品として設計し、合焦レンズ２４を動かして調節できるようにする代わりに、プリズム７０を採用することができる。プリズム７０は、４５°の角度に傾斜した反射面７２を内側全面に有する。この変型では、レーザー１０をその穴の中で動かして調節でき、望ましい位置に焦点を合わせることができる。プリズムは、そこを通過するレーザー光線を合焦するための光学材料から成る。
【００３６】
図１１及び１２は、出射するレーザービームと戻りの散乱光が、図１−１０の実施形態の場合のようにほぼ横向きで、ＰＣＢ２０にほぼ垂直なそれぞれの経路に沿うのではなく、ＰＣＢ２０にほぼ平行なそれぞれの経路に沿って進むという、さらにもう１つの変型を図示している。
【００３７】
同じ参照番号を用いて、図１１−１２の実施形態は、レーザービームが、走査ミラー３０に当たる前に反射ミラー２２に向けられ、さらに合焦レンズ２４と開口絞り２６の絞り開口部２８を通るように、レーザービームを射出するレーザー１０を図示している。走査ミラー３０は、一対の間隔を空けて配置されているアーム７６に軸支される垂直軸７４の上端に取り付けられる。ハブ７８は軸７４に取り付けられる。永久磁石４０は、ハブ７８の一方の側に取り付けられる。釣合錘８０は、磁石４０の重さと釣り合うようにハブのもう片方の側に取り付けられる。
【００３８】
コイル４４は、その電磁軸がＰＣＢとほぼ平行であり、磁石４０の磁気軸とは垂直であるように取り付けられる。コイル４４が励磁されると磁石４０が振動し、それにより、ハブ及び走査ミラー３０が振動させられ、この構造では走査ミラーは、ＰＣＢとほぼ平行な向きに、入射するレーザービームを掃引させる。
【００３９】
図１２に示すように、ＰＣＢとほぼ平行な方向に表示記号から戻ってくる散乱光の一部は、一対の円筒形の集光レンズ４８ａ、４８ｂによって集められ、その後すぐに光フィルター５０によって濾波され、対になったフォトダイオード５２ａ、５２ｂによって検出される。強磁性体磁極片の端部６２は、上述したように、磁石４０の向かい合う磁極を磁気的に引き付け、走査ミラー３０を休止位置に戻す。
【００４０】
各実施形態のコイル４４は、直径が棒磁石４０の長さよりも小さい中央円形開口８２（図１２参照）を有する。磁石４０は、その開口８２に入らないがコイルに動作上接近して配置され、そのため、走査モジュールのための非常にコンパクトな構成が可能となる。
【００４１】
ＰＣＢの下側は、好ましくは単一集積回路に組み込まれた、アナログとデジタル両方の回路を支持する。この走査モジュール用のＰＣＢは非常に小さい（９ｍｍ×１２ｍｍ）ため、これまで採用されてきたようなアナログ特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）及び独立復号マイクロプロセッサ用のスペースはない。
上述した各部品、或いは、２つまたはそれ以上が組み合わさったものも、上述の種類とは異なる他の種類の構造のもとで役立つ用途を見いだすことが可能である。
【００４２】
磁気的にセンタリングされる走査ミラーを備えたコンパクトな走査モジュールに関して具体的に図示及び説明がなされているが、本発明は示されている詳細に限定されることを意図するものではない。なぜなら様々な改良及び構造変更は、いかなる点においても本発明の意図から逸脱することなく成され得るからである。
【００４３】
さらなる分析をすることなしに上述の事項は、本発明の要旨を完全に明らかにするため、他者が現在の知識を用いることで、従来の技術の見地からみて本発明の一般的な或いは特定の態様に関する本質的特性を相当に含む特徴を省略することなく、それを様々な用途に速やかに適用することができる。そのため、こうした適用は以下の請求項と同等の意味及び範囲内で理解されるべきであり、かつ、そう意図されている。
【００４４】
新規であると考え、特許権によって保護されることを望んでいる事項は、請求項に記載している。
【図面の簡単な説明】
【図１】支持部に取り付けたレーザー・ダイオードの分解斜視図である。
【図２】支持部に取り付けたレーザー光学系の分解斜視図である。
【図３】走査ミラー構造体の分解斜視図である。
【図４】支持部に取り付けた走査ミラー構造体、コイル組立体及び磁極片の分解斜視図である。
【図５】支持部に取り付けた光検出器及び集光光学系の分解斜視図である。
【図６】プリント回路基板上に取り付け組み立てた走査エンジンの斜視図である。
【図７】図６の走査エンジンの断面図である。
【図８】図６の走査エンジンのもう１つの断面図である。
【図９】図６の走査エンジンの平面図である。
【図１０】走査エンジンの変型の解体図である。
【図１１】図７に類似する、もう一つの走査エンジンの別の実施形態である。
【図１２】図８に類似する、図１１の実施形態である。
【符号の説明】
１０・・・光源
１６・・・シャシ
２０・・・基板
２２・・・反射ミラー
２４・・・合焦レンズ
３０・・・走査ミラー
３２・・・ハブ
４０・・・永久磁石
４４・・・コイル

Claims

電気光学的に表示記号を読取るための読取り装置に使用される走査モジュールであって、
ａ）支持部と、
ｂ）該支持部に取り付けられ、光ビームを生成するように作動する光源と、
ｃ）両端の端部限界位置の間を振動運動可能なように前記支持部上に取り付けられた走査ミラーと、
ｄ）前記支持部上に取り付けられ、前記光源からの光ビームを前記走査ミラーに向け、そこから表示記号に向けて反射させるように作動する光学的手段と、
ｅ）互いに間隔をもって位置する反対極性の磁極を有し、前記走査ミラーに取り付けられて該走査ミラーとともに振動運動する永久磁石と、
ｆ）前記支持部上に取り付けられた励磁可能な電磁コイルを含み、励磁されたときに前記永久磁石と磁気的に相互作用して前記走査ミラーを両端の前記端部限界位置間で振動させることにより前記表示記号を横切る走査方向に前記光ビームを掃引させ、そこから反射されるようにする駆動装置と、
ｇ）前記支持部上に取り付けられ、前記表示記号から反射された光を収束させるように作動する収束レンズと、
ｈ）前記支持部上に取り付けられ、前記収束レンズにより収束された光を検出し、読み取られる表示記号に関連する電気信号を生成するセンサと、
ｉ）前記支持部に取り付けられ、所定方向に沿って互いに間隔をもって配置された強磁性材料の一対の磁極片部分と、
を備え、前記一対の磁極片部分は、前記電磁コイルが励磁されていないとき前記永久磁石の磁極を引き付けて前記走査ミラーを前記端部限界位置の間の休止位置にセンタリングすることを特徴とする走査モジュール。
請求項１に記載したモジュールであって、前記支持部は３次元的であって、大きさが、８．８ｍｍ×９．８ｍｍ×５．７ｍｍであることを特徴とするモジュール。
請求項１に記載したモジュールであって、前記支持部は、該支持部の一方の側部に取り付けられたプリント回路基板を含み、前記走査ミラーは前記支持部の反対側の側部を越えて光ビームを掃引するようになっており、前記収束レンズが前記支持部の前記反対側の側部を通り抜けた光を集光することを特徴とするモジュール。
請求項３に記載したモジュールであって、前記光源はダイオードピンを有するダイオードであり、前記コイルはコイルピンを有し、前記回路基板は前記ピンの少なくとも１つが差し込まれる穴を有することを特徴とするモジュール。
請求項３に記載したモジュールであって、前記センサは、前記回路基板の一表面で電気的接続を行うための表面装着コネクタを有する光検出器であり、前記回路基板の反対側の表面には、前記光検出器の真下に位置するように電気回路が配置されたことを特徴とするモジュール。
請求項５に記載したモジュールであって、前記電気回路は前記電気信号を処理するための信号処理回路であることを特徴とするモジュール。
請求項５に記載したモジュールであって、前記電気回路は、前記光源と前記コイルと前記センサの少なくとも１つに電力を供給するための電力供給回路であることを特徴とするモジュール。
請求項１に記載したモジュールであって、前記走査ミラーと前記永久磁石が取り付けられたハブを備えることを特徴とするモジュール。
請求項８に記載したモジュールであって、前記ハブは前記支持部に軸支されたことを特徴とするモジュール。
請求項１に記載したモジュールであって、前記光学的手段は、光ビームの方向を９０度変えるミラーと、光ビームを前記支持部から離れた焦点位置に合焦させる合焦レンズ及び開口絞りとを含むことを特徴とするモジュール。
請求項１に記載したモジュールであって、前記光学的手段は、光ビームの方向を９０度変える内部全反射面を有するプリズムと、光ビームを前記支持部から離れた焦点位置に合焦させる合焦材料とを含むことを特徴とするモジュール。
請求項１に記載したモジュールであって、前記コイルは、前記磁極片部分が取り付けられるスロットが形成されたボビンを有することを特徴とするモジュール。
請求項１に記載したモジュールであって、前記収束レンズは前記支持部に対し外側に向いた半円筒形表面を有することを特徴とするモジュール。