JP3602082B2 - 光走査装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は光走査装置に関する。詳しくは、商品に添付されたバーコード情報を読み取り、チェックアウト作用を行うことができるＰＯＳシステムに用いられるバーコードリーダーである光走査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、商品に添付されたバーコード情報を読み取ることにより、チェックアウト作業を行うことができるＰＯＳシステムが急速に普及してきた。このＰＯＳシステムでは、商品を操作するのみでチェックアウト作業を行うことができるため、オペレータの負荷は軽減されつつある。このバーコード情報を読み取る装置をＰＯＳスキャナ（バーコードスキャナ）といい、レーザ光を走査する定置式のスキャナが主流である。
【０００３】
従来は、一つの読み取り窓を備えたスキャナをカウンタ面に水平に設置した形態が主流であったが、最近では使用者側の要求により、次の２つの形態に大別されるようになってきた。１つは、特にアメリカにおいて主流となっているものであるが、オペレータの負荷を更に軽減することを目的として、側面と底面の両方に窓ガラスを備え、両方の窓よりバーコードを読み取るためのレーザ走査パターンが出射されるマルチヘッドスキャナである。
【０００４】
一方、日本やヨーロッパでは、安価なスキャナが求められるため、２つもの読み取り窓を備えた高性能スキャナは受け入れられず、また、商品籠の移動がスムーズに行われるように、従来装置をカウンタに対して縦に設置した形態が主流ととなっている。ただし、使用者側からは、さらに使い易く安価な装置が要望されている。
【０００５】
商店で包装されるような商品には、煮物や豆腐のように汁を含むものや、ケーキなど形が崩れれやすい商品が店舗にならべられている。このような商品の情報を走査させるときに、商品を傾けてしまうと、汁がこぼれチエックアウトカウンタを汚してしまったり、形が崩れて美観を損なうことにより顧客に不快感を与えてしまう。
【０００６】
従来装置のいずれも、商品を走査させるときには、商品を傾けた操作が必要であったため、これらの問題が生じていた。また、日本やヨーロッバで用いられているスキャナの縦形設置は、読み取り窓が１つであり、読み取りに対して許容されるバーコードの姿勢の範囲が少なかった。
【０００７】
一方、アメリカで主流のカウンター面および正面の両面に読み取り窓を備えた従来装置では、商品籠を移動する際にスキャナが妨げとなることから日本などの店舗には、あまり導入されていない。また、いずれの従来装置を使用した場合もバーコード面を窓面方向にかざした操作が必要であり、オペレータは、バーコードを見ながら操作できないという不具合があった。
【０００８】
図８（ａ）は光走査装置の従来例１として米国特許第５２２９５８８号に記載された光走査装置を示した図である。これは、レーザ光源１から出射されたレーザビームがポリゴンミラー２により走査され、ミラー３及び４により反射されて垂直に近い窓５よりレーザ走査パターンＡが出射される。また、同時に図示なきミラーを介してカウンタ面の水平な窓６よりもレーザ走査パターンＢが出射されるようになっている。
【０００９】
また、図８（ｂ）は光走査装置の従来例２として特開昭６３−１９２１７５号に記載された光走査装置を示す図である。これは、商品滑走面７と該商品滑走面の上方とに窓８および９が設けられ、該２つの窓８，９よりそれぞれレーザ走査パターンＡ，Ｂが出射されるようになっている。
【００１０】
また、図８（ｃ）は光走査装置の従来例３として米国特許第５１４０１４１号に記載された光走査装置を示した図である。これは、商品滑走面７の上方にのみ読み取り窓が設けられ、該窓からレーザ走査パターンＡが出射されるようになっている。
【００１１】
また、図示はないが光走査装置の従来例４として米国特許第５２０６４９１号に記載された光走査装置がある。これは読み取り窓を２面持っており、２つのレーザ光源、もしくは１つのレーザ光源から出射されたレーザビームをビームスプリッタなどで２分割し、得られた２つのビームを光走査手段に入射させるようになっている。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来例１では、カウンタ面にあるスキャナ部が商品籠の移動の妨げになること、トレイ商品を傾けた操作が必要なこと、およびオペレータはバーコードを見ながら操作できないという問題がある。また、この従来例１では、図８（ａ）においてレーザ光源１から光走査手段２への入射ビームは光走査手段の回転軸にほぼ垂直であるが、光走査手段からの走査（走査手段からミラー３への方向）は回転軸に垂直でなく図においてやや上向きに走査される。この場合ミラー４で反射して窓５を通過して出射されるＡの走査を一方の窓６とほぼ平行な方向に走査させるためにはミラー４の角度が傾いていなければならない。このため従来例１を縦に設置した場合、トップの光学部の体積が大きくなり結果として装置寸法が大きくなるという問題がある。
【００１３】
また、従来例２では、カウンタ面のスキャナ部が商品籠の移動の妨げになること、および装置の構成が、カウンタ面、サイド部、トップ部の３部構成であり、構成が複雑高価となる。また、従来例３では、トレイ商品の傾け操作不要、バーコードを見ながらの操作が可能および商品籠の移動の障害物がないという利点はあるが、レーザの出射方向が上から下への１方向であることから読み取り可能なバーコードの姿勢の許容角度が狭いという問題がある。
【００１４】
また、この構成で装置を大きくするとスキャナを支える支持物が高価になったり、商品の操作の妨げになりやすいことから、装置自体小さな構成しか許容されない。この場合には、読み取り領域が狭いという問題がある。また、従来例４では、２つのレーザ光源、もしくは１つのレーザ光源から出射されたレーザビームをビームスプリッタなどで２分割し、得られた２つのビームを光走査手段に入射させるという構成のため高価になるという問題がある。
【００１５】
本発明は、上記従来の問題点に鑑み、安価な構成でオペレータの負荷を軽減できるスキャナを提供することであり、特に、トレイ商品（煮物や豆腐といった汁含むものやケーキなど形が崩れやすい商品）の読み取りにおいて、オペレータが、商品を傾けずに操作できる光走査装置を提供することにある。且つ、商品籠の移動がスムーズに行え、読み取り領域が広い光走査装置を、安価な構成で、サイドおよび上面に読み取り窓を備え、従来のサイドスキャナの読み取り性能を維持した構成で、かつ上面から下方向にレーザ走査パターンを出射する縦型２面構成のスキャナを実現しようとする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、レーザ光源、前記レーザ光源から出射されるレーザ光線を走査して走査光を生成する、単一の光走査手段、前記光走査手段により生成された走査光を反射して、第１のレーザ走査パターンを発生する第１の光偏向手段、前記第１の光偏向手段により発生した第１のレーザ走査パターンが斜め下方に出射する第１の開口部、前記光走査手段により生成された走査光を反射して、前記第１のレーザ走査パターンとは異なる第２のレーザ走査パターンを発生する第２の光偏向手段、前記第２の光偏向手段により発生した第２のレーザ走査パターンが商品滑走面とほぼ平行に出射する第２の開口部、を備え、前記レーザ光源は、筐体内部の上部の部分に配置されるとともに、前記光走査手段は、前記筐体部分の下部底面付近に配置されることを特徴とする。
【００１７】
この構成により、図１に示すように、トップの第１の読み取り窓１２からレーザ走査パターンが上から下方向に出射されるため、オペレータは、バーコードを見ながらトレイ商品を傾けることなくスキャニング作業を行うことができる。また、上面からほぼ直角の関係にあるレーザ走査パターンが出射されるため、スキャナの読み取りはバーコード面内の回転方向の向きに依存せず、かつ上面の左右から同一種類のレーザ走査パターンが読み取り空間にて交差するように出射されるため、トレイ商品自体の左右方向の回転に対する許容角度も広い。
【００１８】
また、本発明は、前記光走査手段からの走査は該光走査手段の回転軸にほぼ垂直な方向であることを特徴とする。また、前記光走査手段からの走査は一方の読み取り窓にほぼ平行な方向であることを特徴とする。また、前記光走査手段への入射ビームは１つであることを特徴とする。また、前記光検知手段は単一の光検知手段であることを特徴とする。この構成により、図１に示すように、光走査手段からの走査は回転軸にほぼ垂直であり（図１（ｂ）の光走査手段１５からミラーＭ７への走査方向）、読み取り窓１３にほぼ水平であるため、ミラーＭ７の角度をあまり傾けなくとも所望の走査パターンを窓１２を介して外部に提供でき、且つ奥行きは短く、トップ光学系の出っ張りも小さくなるため、オペレータとの対面性がよくなる。
【００１９】
また、本発明は、前記光走査手段に入射するレーザビームは２つ以上であることを特徴とする。また、２つ以上のレーザ光源を具備したことを特徴とする。また、前記レーザ光源から出射されたレーザビームを分割するためのレーザビーム分割手段を具備したことを特徴とする。
【００２０】
この構成により、図６に示すように、複数（例えば２つ）の光源１４，１４′、または単一のレーザ光源１４からビームを光ビーム分割手段（例えば、ビームスプリッタやハーフミラー）１９により２ビームを形成し、光走査手段１５に入射させ、一方は第１の光偏向手段を介して第１の読み取り窓１２へ、また他方はミラー２０および第２の光偏向手段を介して第２の読み取り窓１３へ提供することもできる。
【００２１】
また、本発明は、前記２つの読み取り開口部は、同一平面内にあることを特徴とする。また、前記２つの読み取り開口部は、隣り合う２面それぞれ備えられていることを特徴とする。また、前記２つの読み取り開口部が備えられた平面は、商品滑走面に対して、斜めになっていることを特徴とする。また、装置底面が水平でありカウンタテーブルに据え置き可能な構造になっていることを特徴とする。また、一方の読み取り開口部が、装置が商品滑走面に対して、ほぼ垂直であることを特徴とする。
【００２２】
この構成により、図５（ｂ）に示すように、隣り合う２面１２，１３の交角が直角であったり、図５（ｃ）に示すように同一平面内に配置されていても、所期のレーザ走査パターンを実現することができる。
【００２３】
また、本発明は、光走査手段への入射ビームの方向が、装置が載置されるカウンタテーブル面に対して垂直であることを特徴とする。この構成により、前述した図１と同様な効果が得られる。
【００２４】
また、本発明は、光走査手段への入射ビームの方向は、装置が載置されるカウンタテーブル面に対してほぼ平行であることを特徴とする。この構成により、図３の如く、レーザ走査バターンの出射方向が、向かって左から右への方向のみであるため、第１の実施の形態に比べて読み取りに対する商品の許容角度は狭いがミラーの枚数が少ないため安価な構成となる。
【００２５】
また、本発明は、前記第１あるいは第２のレーザ走査パターンの少なくとも一方は、４方向のレーザ走査線から形成されていることを特徴とする。また、前記第２のレーザ走査パターンは、カウンタ上において商品移動方向に対して２０度以内の角度成分からなる走査線を含むことを特徴とする。また、前記第１の読み取り開口部用に走査された２つの走査線は、読み取り開口部では離れているが、装置外部で交わる構成となっていることを特徴とする。また、前記第２の読み取り開口部用に走査された２つの走査線は、読み取り開口部では離れているが、装置外部で交わる構成となっていることを特徴とする。また、前記第２のレーザ走査パターンは、光走査手段から第２の読み取り開口部に至る光路中に一つのミラーでのみ生成されるレーザ走査パターンを含むことを特徴とする。また、前記第２のレーザ走査パターンは、光走査手段から第２の読み取り開口部に至る光路中に三つのミラーを経由して生成されるレーザ走査パターンを含むことを特徴とする。また、前記第１のレーザ走査パターンは、互いにほぼ垂直の関係にある２種類のレーザ走査線を含むことを特徴とする。また、前記第２のレーザ走査パターンは、互いにほぼ垂直の関係にある２種類のレーザ走査線を含むことを特徴とする。
【００２６】
この構成により、サイドおよび上面に読み取り窓を備え、従来のサイドスキャナの読み取り性能を維持した構成で、かつ上面から下方向にレーザ走査パターンを出射する縦型２面構成のスキャナを実現できる。
また、本発明は、レーザ光源、前記レーザ光源から出射されるレーザ光線を走査して走査光を生成する、単一の光走査手段、前記光走査手段により生成された走査光を反射して、第１のレーザ走査パターンを発生する第１の光偏向手段、前記第１の光偏向手段により発生した第１のレーザ走査パターンが出射する第１の開口部、前記光走査手段により生成された走査光を反射して、前記第１のレーザ走査パターンとは異なる第２のレーザ走査パターンを発生する第２の光偏向手段、前記第２の光偏向手段により発生した第２のレーザ走査パターンが出射する第２の開口部、を備え、前記レーザ光源は、筐体内部の上部の部分に配置されるとともに、前記光走査手段は、前記筐体部分の下部底面付近に配置されることを特徴とする。また、前記光走査装置において、前記第１の光偏向手段は前記筐体内部に配置されるとともに、前記第１の開口部は前記筐体の底面に対して傾斜して設けられ、前記第１の光偏向手段は前記光走査手段よりも上方に配置されていることを特徴とする。
【００２７】
【発明の実施の形態】
図１および図２は本発明の第１の実施の形態を示す図であり、図１（ａ）は（ｂ）図のａ−ａ線における断面図、図１（ｂ）は（ａ）図のｂ−ｂ線における断面図、図２は図１（ｂ）のスクリーンＡにおける走査バターンを示す図である。
【００２８】
本実施の形態は、図１に示すように、筐体１０はカウンタ１１（商品滑走面）上に載置される縦長の箱体で、下部側面に第２の読取窓（開口部）１３が設けられ、上部に傾斜した第１の読取窓（開口部）１２が設けられている。
【００２９】
そして、筐体１０の内部には上部に配置された単一光源（半導体レーザ）１４と、下部底面付近に配置された光走査手段１５（ポリゴンミラー）と、上部に配置された第１の光偏向手段と、中央部の左右に配置された第２の光偏向手段とが設けられている。そして、単一光源（半導体レーザ）１４から斜め下方に出射されたレーザビーム１６は光走査手段１５によりほぼ真上に走査され、その走査線の一部は第１の光偏向手段により走査パターンＣ，Ｄ，Ｅ，Ｆとなって第１の読取窓１２から出射され、残りの走査線は第２の光偏向手段により走査パターンＡ，Ｂ，Ｇ，Ｈとなって第２の読取窓１３から出射されるようになっている。
【００３０】
前記第１の光偏向手段は、６個のミラーＭ５〜Ｍ１０が筐体体１５の上部に３個づつほぼ対称形に配置され（但しミラーＭ７とＭ８は左右非対称に配置されている）、前記第２の光偏向手段は、８個のミラーＭ１〜Ｍ４、およびＭ１１〜Ｍ１４が４個づつほぼ対称形に配置されている。なお、サイドの第２の読取窓１３は筐体１０の底面に対して垂直に設けられており、上部の第１の読取窓１２は筐体１０の底面に対して傾斜している。１７は信号読み取り用の光検知器、１８は光検知器への集光用凹面鏡である。
【００３１】
このように構成された本実施の形態の作用を次に説明する。先ずレーザ光源１４から出射されたレーザビーム１６は、モータにより回転駆動されるポリゴンミラー１５に入射する。次いでポリゴンミラー１５の回転駆動に応じてポリゴンミラー１５で反射されたレーザビームは順次ミラーに向けて反射され、ミラーＭ１、２、５、７、８、１０、１３、１４の順に走査する。ミラーＭ１で分割、反射された走査線は、ミラーＭ３で反射され、第２の読み取り窓１３を透過して、走査パターンＡとして外部に出射される。
【００３２】
同様に、外部に走査線が出射される経路は次のようになる。
走査パターンＢ：ミラーＭ２→ミラーＭ４ →第２の窓
走査パターンＣ：ミラーＭ５→ミラーＭ６ →第１の窓
走査パターンＤ：ミラーＭ７ →第１の窓
走査パターンＥ：ミラーＭ８ →第１の窓
走査パターンＦ：ミラーＭ１０→ミラーＭ９ →第１の窓
走査パターンＧ：ミラーＭ１３→ミラーＭ１１→第２の窓
走査パターンＨ：ミラーＭ１４→ミラーＭ１２→第２の窓
【００３３】
次にバーコードで反射されたレーザビームは散乱反射されポリゴンミラー１５まで出射と同一の経路を逆にたどり、凹面鏡１８によって絞られ光検知器１７に集光される。バーコードの白と黒に応じた信号光の差を電気信号に変換し、復調回路を経由して信号処理される。
【００３４】
本第１の実施の形態では、トップの第１の読み取り窓１２からレーザ走査パターンが上から下方向に出射されるため、オペレータは、バーコードを見ながらトレイ商品を傾けることなくスキャニング作業を行うことができる。また、本実施の形態では上面からほぼ直角の関係にあるレーザ走査パターンが出射されるため、スキャナの読み取りはバーコード面内の回転方向の向きに依存せず、かつ上面の左右から同一種類のレーザ走査パターンが読み取り空間にて交差するように出射されるため、トレイ商品自体の左右方向の回転に対する許容角度も広い。
【００３５】
また、サイドの第２の読み取り窓１３からもレーザ走査パターンが正面方向に出射されるため、バーコードの姿勢に関して、読み取りに対する許容角度もトップおよびサイドからのレーザ走査パターンの補完により広くなっており、オペレータのチェックアウト作業における負荷を軽減することができる。
【００３６】
上記実施の形態では、とくに走査パターンＤまたはＥを生成するために光走査手段から読み取り開口部に至る光路中に１つのミラーを配置するのみで実現している。これらの走査パターンを２枚以上のミラーで生成するような光学系では、装置の縦方向の寸法が大きくなったり、トップスキャナ部のオペレータ側への出っ張りが大きくなり、オペレータとお客の体面性が悪くなったり、スキャニングしにくいなどの問題が発生するが、本実施の形態では、そのようなことはない。
【００３７】
また、本実施の形態では、光走査手段からの走査は回転軸にほぼ垂直であり（図１（ｂ）の光走査手段１５からミラーＭ７への走査方向）、読み取り窓１３にほぼ水平であるため、ミラーＭ７の角度をあまり傾けなくとも所望の走査パターンを窓１２を介して外部に提供できる。この時、本実施の形態は図８（ａ）に示した従来例に比し奥行きは短く、トップ光学系の出っ張りも小さいため、オペレータとの対面性がよくなるという利点がある。
【００３８】
本実施の形態の走査パターンＤおよびＥは、図２に示すようにカウンタ面１１と平行な面上で、商品移動方向と走査線との交角が２０度以内となっており、且つミラーＭ７とＭ８を非対称としたことで走査パターンＤ，Ｅが中央で交差せず、左右で交差するようになっている。最近の店舗では、店舗内で印刷されるバーコードが多数あるが、その大多数は背の低いバーコードである。この背の低いバーコードを端から端まで走査しようとすると商品の移動方向と走査線の交角を２０度以下にする必要がある。該走査線の商品移動方向との交角が２０度以上であると、オペレータはトレイ商品（店舗内で印刷されたバーコードが添付されている）を回転させながらスキャニングさせなければならないなどの不具合が発生する。本実施の形態では交角が２０度以内であり且つ走査パターンＤとＥが中央で交差せず左右で交差し空白部がなくなるため、トレイ商品を回転させることなくスキャニングすることができる。
【００３９】
なお、本実施の形態では、光走査手段は４面のフアセットをボリゴン１５として説明しているため、ポリゴン１回転につき同一種類の走査線が４本づつ出射される。３面のポリゴンの場合では、光走査手段を走査する走査角が大きくなるため、それぞれの走査線の長さが長くなるという利点があるが、ポリゴンミラーの一回転あたりの各走査パターンを構成する走査線数が３本ずつとなり、特に上述のように交角が２０度以内となるようなレーザ走査パターンを発生するような光学系では、４面のポリゴンの場合に比べて３面の方が不利となる。即ち同一種類の走査線の間隔を両者同一とした場合に３面の方が走査線の数が少ないことにより走査線の並ぶ方向の領域が狭くなるため、読み取り領域が狭くなるという不利がある。
【００４０】
図３は本発明の第２の実施の形態を示す図で、（ａ）は側面断面図、（ｂ）および（ｃ）は前面より見た斜視図、（ｄ）は商品滑走面における走査パターンである。本実施の形態は、筐体１０は第１の実施の形態と同様であり、光走査手段（ポリゴンミラー）１５が筐体１０の中央より偏奇して設けられ、レーザ光源１４が光走査手段１５の側方に設けられている。また、ミラーＭ５〜Ｍ８が第１の光偏向手段として配置され、ミラーＭ１〜Ｍ４が第２の光偏向手段として配置されている。
【００４１】
このように構成された本実施の形態の作用を次に説明する。レーザ光源１４によって出射されたレーザビーム１６は、ポリゴンミラー１５に入射する。次いでポリゴンミラー１５によりレーザビームはミラーＭ１、２、３、４、５、６の順に走査する。ミラーＭ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４で分割、反射された走査線は、サイドの第２の読み取り窓１３を透過して、外部に走査パターンＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄとして出射される。
【００４２】
一方、ミラーＭ５で分割、反射された走査線はミラーＭ７で反射され、走査パターンＥとしてトップの第１の読み取り窓１２を透過して外部に出射され、ミラーＭ６で反射、分割された走査線は、ミラーＭ８で反射され走査パターンＦとしてトップの第１の読み取り窓１２を透過して外部に出射される。本実施の形態は第１の実施の形態に比べてミラーの枚数が少なく安価な構成であるが、レーザ走査バターンの出射方向が、向かって左から右への方向のみであるため、第１の実施の形態に比べて読み取りに対する商品の許容角度は狭い。
【００４３】
図４は本発明の第３の実施の形態を示す図で、（ａ）は側面断面図、（ｂ）および（ｃ）は前面より見た斜視図、（ｄ）は商品滑走面における走査パターンである。本実施の形態は光走査手段（ポリゴンミラー）１５が装置の上部に配置され、レーザ光源１４および光検知器１７は下方に配置されている。従って、レーザ光源１４からポリゴンミラー１５への入射ビームの方向は下から上方向である。また、第１の光偏向手段としてミラーＭ１〜Ｍ４およびミラーＭ１１〜１４が配置され、第２の光偏向手段としてミラーＭ５〜Ｍ１０が配置されている。
【００４４】
このように構成された本実施の形態の作用を次に説明する。先ず、レーザ光源１４によって出射されたレーザビーム１６はポリゴンミラー１５に入射する。次いでポリゴンミラー１５によりレーザビームはミラーＭ１、Ｍ５、Ｍ６、Ｍ７、Ｍ８、Ｍ９、Ｍ１０、Ｍ１１の順に走査される。そして第２の光偏向手段のミラーＭ５〜Ｍ１０で分割、偏向された走査線は、サイドの第２の読み取り窓１３を透過して走査パターンＣ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈとして外部に出射される。
【００４５】
一方、ミラーＭ１で分割、偏向された走査線は、ミラーＭ２、Ｍ３の順に走査される。そしてミラーＭ２で反射、分割された走査線はミラーＭ４で反射されてトップの第１の読み取り窓１２を透過し、走査パターンＡとして外部に出射される。ミラー３で反射された走査線は、ミラーＭ４で反射されトップの第１の読み取り窓１２を透過し、走査パターンＢとして外部に出射される。また、ミラーＭ１１で分割、偏向された走査線はミラーＭ１で反射された走査線と左右対称であり、ミラーＭ１２、Ｍ１３、Ｍ１４により反射分割され、トップの第１の読み取り窓１２から走査パターンＩ、Ｊとして外部に出射される。本実施の形態は、光走査手段を上部に配置したこと以外は第１の実施の形態と同様な作用効果を有する。
【００４６】
図５は本発明の第４および第５の実施の形態を説明するための図で、（ａ）は比較のための第１，２，３の実施の形態、（ｂ）は第４の実施の形態、（ｃ）は第５の実施の形態を示す各側面図である。（ａ）図に示すように、第１、第２、第３の実施の形態では、２つの読み取り窓１２，１３が異なる２面に配置されているが、第４の実施の形態は、（ｂ）図に示すように、隣り合う２つの読み取り窓１２，１３の２面の交角を直角にしたものである。
【００４７】
また第５の実施の形態は、（ｃ）図に示すように２つの読み取り窓１２，１３を同一平面内に配置したものである。このように隣り合う２面１２，１３の交角が第４の実施の形態のように直角であっても、第５の実施の形態のように同一平面内に配置されていても、所期のレーザ走査パターンを実現することができる。ただし、２つの窓１２，１３の角度が鈍角の方が、読み取り領域が広い点で有利である。
【００４８】
図６は本発明の第６および第７の実施の形態を説明するための図で、（ａ）は比較のための第１，２，３の実施の形態、（ｂ）は第６の実施の形態、（ｃ）は第７の実施の形態を示す各側面図である。前述の各実施の形態では、（ａ）図に示す単一のレーザ光源の場合について説明したが、第６の実施の形態は（ｂ）図に示すように、複数（例えば２つ）の光源１４，１４′を用い、該光源１４，１４′からの光ビームを光走査手段１５に入射させ、一方は第１の光偏向手段を介して第１の読み取り窓１２へ、また他方は第２の光偏向手段を介して第２の読み取り窓１３へ提供するように構成したものである。
【００４９】
また、第７の実施の形態は（ｃ）図に示すように単一のレーザ光源１４からのビームを光ビーム分割手段（例えば、ビームスプリッタやハーフミラー）１９により２ビームを形成し、一方はミラー２０を介して光走査手段１５に入射させ、さらに第１の光偏向手段を介して第１の読み取り窓１２へ、また他方は光ビーム分割手段１９から光走査手段１５に入射させ、さらに第２の光偏向手段を介して第２の読み取り窓１３へ提供するように構成したものである。このように構成された第６および第７の実施の形態は部品追加によりコストアップとなるが、前記の各実施の形態と同様に所期のレーザ走査パターンを実現することができる。
【００５０】
図７は本発明の第９の実施の形態を説明するための図で、（ａ）は比較のための第１，２，３の実施の形態、（ｂ）は第８の実施の形態を示す各側面図である。前述の各実施の形態に於いては、（ａ）図の如く信号光集光手段として凹面鏡１８を用いた例を説明したが、本実施の形態では（ｂ）図の如く透過型レンズ（例えばフレネルレンズ）２１を用いたものである。凹面鏡は、曲面加工と蒸着といった複数の加工作業が必要なため、高価であるが、本実施の形態に用いる透過型レンズ２１は安価であり、装置の縦方向の寸法も縮小できるという利点がある。
【００５１】
（付記１） レーザ光源、光走査手段、光検知手段、信号光集光手段、および２つの読み取り開口部を備え、商品滑走面に対して垂直ないし斜めに上から下方に向けて出射される第１のレーザ走査パターンと、商品滑走面に対してほぼ平行方向に出射される第２のレーザ走査パターンとを具備したことを特徴とする光走査装置。
（付記２） 前記第１、第２のレーザ走査パターンは、前記２つの読み取り開口部の別々の読み取り開口部より出射されることを特徴とする付記１に記載の光走査装置。
（付記３） 前記光走査手段による走査を第１の読み取り開口部に導く第１の光偏向手段と、第２の読み取り開口部に導く第２の光偏向手段を備えたことを特徴とする付記１に記載の光走査装置。
（付記４） 前記レーザ光源は、単一のレーザ光源であることを特徴とする付記１に記載の光走査装置。
（付記５） 前記光走査手段からの走査は該光走査手段の回転軸にほぼ垂直な方向であることを特徴とする付記１に記載の光走査装置。
（付記６） 前記光走査手段からの走査は一方の読み取り窓にほぼ平行な方向であることを特徴とする付記１に記載の光走査装置。
（付記７） 前記光走査手段への入射ビームは１つであることを特徴とする付記１に記載の光走査装置。
（付記８） 前記光検知手段は単一の光検知手段であることを特徴とする付記１に記載の光走査装置。
（付記９） 前記光走査手段に入射するレーザビームは２つ以上であることを特徴とする付記１に記載の光走査装置。
（付記１０） ２つ以上のレーザ光源を具備したことを特徴とする付記９に記載の光走査装置。
（付記１１） 前記レーザ光源から出射されたレーザビームを分割するためのレーザビーム分割手段を具備したことを特徴とする付記９に記載の光走査装置。
（付記１２） 前記２つの読み取り開口部は、同一平面内にあることを特徴とする付記１に記載の光走査装置。
（付記１３） 前記２つの読み取り開口部は、隣り合う２面それぞれ備えられていることを特徴とする付記１に記載の光走査装置。
（付記１４） 前記２つの読み取り開口部が備えられた平面は、商品滑走面に対して、斜めになっていることを特徴とする付記１２に記載の光走査装置。
（付記１５） 装置底面が水平でありカウンタテーブルに据え置き可能な構造になっていることを特徴とする付記１に記載の光走査装置。
（付記１６） 一方の読み取り開口部が、装置が商品滑走面に対して、ほぼ垂直であることを特徴とする付記１３に記載の光走査装置。
（付記１７） 光走査手段への入射ビームの方向が、装置が載置されるカウンタテーブル面に対して垂直であることを特徴とする付記１に記載の光走査装置。
（付記１８） 光走査手段への入射ビームの方向は、装置が載置されるカウンタテーブル面に対してほぼ平行であることを特徴とする付記１に記載の光走査装置。
（付記１９） 前記第１あるいは第２のレーザ走査パターンの少なくとも一方は、４方向のレーザ走査線から形成されていることを特徴とする付記１に記載の光走査装置。
（付記２０） 前記第２のレーザ走査パターンは、カウンタ上において商品移動方向に対して２０度以内の角度成分からなる走査線を含むことを特徴とする付記１に記載の光走査装置。
（付記２１） 前記第１の読み取り開口部用に走査された２つの走査線は、読み取り開口部では離れているが、装置外部で交わる構成となっていることを特徴とする付記１に記載の光走査装置。
（付記２２） 前記第２の読み取り開口部用に走査された２つの走査線は、読み取り開口部では離れているが、装置外部で交わる構成となっていることを特徴とする付記１に記載の光走査装置。
（付記２３） 前記第２のレーザ走査パターンは、光走査手段から第２の読み取り開口部に至る光路中に一つのミラーでのみ生成されるレーザ走査パターンを含むことを特徴とする付記１に記載の光走査装置。
（付記２４） 前記第２のレーザ走査パターンは、光走査手段から第２の読み取り開口部に至る光路中に三つのミラーを経由して生成されるレーザ走査パターンを含むことを特徴とする付記１に記載の光走査装置。
（付記２５） 前記第１のレーザ走査パターンは、互いにほぼ垂直の関係にある２種類のレーザ走査線を含むことを特徴とする付記１に記載の光走査装置。
（付記２６） 前記第２のレーザ走査パターンは、互いにほぼ垂直の関係にある２種類のレーザ走査線を含むことを特徴とする付記１に記載の光走査装置。
【００５２】
【発明の効果】
本発明の光走査装置に依れば、安価でかつ小さな構成で、第１および第２の読み取り窓より所期のレーザ走査パターンを読み取り領域へ提供できる。本レーザ走査パターンの提供により、オペレータはトレイ商品の傾け走査が不要になり、且つ、バーコードを見ながらの操作が可能となるため、チェックアウト作業の効率化に寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態を示す図で、（ａ）は（ｂ）図のａ−ａ線における断面図、図１（ｂ）は（ａ）図のｂ−ｂ線における断面図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態を示す図で、（ａ）は図１（ｂ）のスクリーンＡにおける走査バターン、（ｂ）は商品滑走面における走査バターンを示す上面図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態を示す図で、（ａ）は側面断面図、（ｂ）および（ｃ）は前面より見た斜視図、（ｄ）は商品滑走面における走査パターンである。
【図４】本発明の第３の実施の形態を示す図で、（ａ）は側面断面図、（ｂ）および（ｃ）は前面より見た斜視図、（ｄ）は商品滑走面における走査パターンである。
【図５】本発明の第４および第５の実施の形態を示す図で、（ａ）は比較のために示した第１の形態の側面断面図、（ｂ）は第４の実施の形態の側面断面図、（ｃ）は第５の実施の形態の側面断面図である。
【図６】本発明の第６および第７の実施の形態を示す図で、（ａ）は比較のために示した第１の形態の側面断面図、（ｂ）は第６の実施の形態の側面断面図、（ｃ）は第７の実施の形態の側面断面図である。
【図７】本発明の第８の実施の形態を示す図で、（ａ）は比較のために示した第１の形態の側面断面図、（ｂ）は第８の実施の形態の側面断面図である。
【図８】従来の光走査装置の３例を示す図である。
【符号の説明】
１０…筐体
１１…カウンタ（商品滑走面）
１２…第１の読み取り窓
１３…第２の読み取り窓
１４…レーザ光源
１５…光走査手段（ポリゴンミラー）
１６…レーザビーム
１７…光検知器
１８…凹面鏡
１９…光ビーム分割手段
２０…ミラー
２１…透過型レンズ
【発明の属する技術分野】
本発明は光走査装置に関する。詳しくは、商品に添付されたバーコード情報を読み取り、チェックアウト作用を行うことができるＰＯＳシステムに用いられるバーコードリーダーである光走査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、商品に添付されたバーコード情報を読み取ることにより、チェックアウト作業を行うことができるＰＯＳシステムが急速に普及してきた。このＰＯＳシステムでは、商品を操作するのみでチェックアウト作業を行うことができるため、オペレータの負荷は軽減されつつある。このバーコード情報を読み取る装置をＰＯＳスキャナ（バーコードスキャナ）といい、レーザ光を走査する定置式のスキャナが主流である。
【０００３】
従来は、一つの読み取り窓を備えたスキャナをカウンタ面に水平に設置した形態が主流であったが、最近では使用者側の要求により、次の２つの形態に大別されるようになってきた。１つは、特にアメリカにおいて主流となっているものであるが、オペレータの負荷を更に軽減することを目的として、側面と底面の両方に窓ガラスを備え、両方の窓よりバーコードを読み取るためのレーザ走査パターンが出射されるマルチヘッドスキャナである。
【０００４】
一方、日本やヨーロッパでは、安価なスキャナが求められるため、２つもの読み取り窓を備えた高性能スキャナは受け入れられず、また、商品籠の移動がスムーズに行われるように、従来装置をカウンタに対して縦に設置した形態が主流ととなっている。ただし、使用者側からは、さらに使い易く安価な装置が要望されている。
【０００５】
商店で包装されるような商品には、煮物や豆腐のように汁を含むものや、ケーキなど形が崩れれやすい商品が店舗にならべられている。このような商品の情報を走査させるときに、商品を傾けてしまうと、汁がこぼれチエックアウトカウンタを汚してしまったり、形が崩れて美観を損なうことにより顧客に不快感を与えてしまう。
【０００６】
従来装置のいずれも、商品を走査させるときには、商品を傾けた操作が必要であったため、これらの問題が生じていた。また、日本やヨーロッバで用いられているスキャナの縦形設置は、読み取り窓が１つであり、読み取りに対して許容されるバーコードの姿勢の範囲が少なかった。
【０００７】
一方、アメリカで主流のカウンター面および正面の両面に読み取り窓を備えた従来装置では、商品籠を移動する際にスキャナが妨げとなることから日本などの店舗には、あまり導入されていない。また、いずれの従来装置を使用した場合もバーコード面を窓面方向にかざした操作が必要であり、オペレータは、バーコードを見ながら操作できないという不具合があった。
【０００８】
図８（ａ）は光走査装置の従来例１として米国特許第５２２９５８８号に記載された光走査装置を示した図である。これは、レーザ光源１から出射されたレーザビームがポリゴンミラー２により走査され、ミラー３及び４により反射されて垂直に近い窓５よりレーザ走査パターンＡが出射される。また、同時に図示なきミラーを介してカウンタ面の水平な窓６よりもレーザ走査パターンＢが出射されるようになっている。
【０００９】
また、図８（ｂ）は光走査装置の従来例２として特開昭６３−１９２１７５号に記載された光走査装置を示す図である。これは、商品滑走面７と該商品滑走面の上方とに窓８および９が設けられ、該２つの窓８，９よりそれぞれレーザ走査パターンＡ，Ｂが出射されるようになっている。
【００１０】
また、図８（ｃ）は光走査装置の従来例３として米国特許第５１４０１４１号に記載された光走査装置を示した図である。これは、商品滑走面７の上方にのみ読み取り窓が設けられ、該窓からレーザ走査パターンＡが出射されるようになっている。
【００１１】
また、図示はないが光走査装置の従来例４として米国特許第５２０６４９１号に記載された光走査装置がある。これは読み取り窓を２面持っており、２つのレーザ光源、もしくは１つのレーザ光源から出射されたレーザビームをビームスプリッタなどで２分割し、得られた２つのビームを光走査手段に入射させるようになっている。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来例１では、カウンタ面にあるスキャナ部が商品籠の移動の妨げになること、トレイ商品を傾けた操作が必要なこと、およびオペレータはバーコードを見ながら操作できないという問題がある。また、この従来例１では、図８（ａ）においてレーザ光源１から光走査手段２への入射ビームは光走査手段の回転軸にほぼ垂直であるが、光走査手段からの走査（走査手段からミラー３への方向）は回転軸に垂直でなく図においてやや上向きに走査される。この場合ミラー４で反射して窓５を通過して出射されるＡの走査を一方の窓６とほぼ平行な方向に走査させるためにはミラー４の角度が傾いていなければならない。このため従来例１を縦に設置した場合、トップの光学部の体積が大きくなり結果として装置寸法が大きくなるという問題がある。
【００１３】
また、従来例２では、カウンタ面のスキャナ部が商品籠の移動の妨げになること、および装置の構成が、カウンタ面、サイド部、トップ部の３部構成であり、構成が複雑高価となる。また、従来例３では、トレイ商品の傾け操作不要、バーコードを見ながらの操作が可能および商品籠の移動の障害物がないという利点はあるが、レーザの出射方向が上から下への１方向であることから読み取り可能なバーコードの姿勢の許容角度が狭いという問題がある。
【００１４】
また、この構成で装置を大きくするとスキャナを支える支持物が高価になったり、商品の操作の妨げになりやすいことから、装置自体小さな構成しか許容されない。この場合には、読み取り領域が狭いという問題がある。また、従来例４では、２つのレーザ光源、もしくは１つのレーザ光源から出射されたレーザビームをビームスプリッタなどで２分割し、得られた２つのビームを光走査手段に入射させるという構成のため高価になるという問題がある。
【００１５】
本発明は、上記従来の問題点に鑑み、安価な構成でオペレータの負荷を軽減できるスキャナを提供することであり、特に、トレイ商品（煮物や豆腐といった汁含むものやケーキなど形が崩れやすい商品）の読み取りにおいて、オペレータが、商品を傾けずに操作できる光走査装置を提供することにある。且つ、商品籠の移動がスムーズに行え、読み取り領域が広い光走査装置を、安価な構成で、サイドおよび上面に読み取り窓を備え、従来のサイドスキャナの読み取り性能を維持した構成で、かつ上面から下方向にレーザ走査パターンを出射する縦型２面構成のスキャナを実現しようとする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、レーザ光源、前記レーザ光源から出射されるレーザ光線を走査して走査光を生成する、単一の光走査手段、前記光走査手段により生成された走査光を反射して、第１のレーザ走査パターンを発生する第１の光偏向手段、前記第１の光偏向手段により発生した第１のレーザ走査パターンが斜め下方に出射する第１の開口部、前記光走査手段により生成された走査光を反射して、前記第１のレーザ走査パターンとは異なる第２のレーザ走査パターンを発生する第２の光偏向手段、前記第２の光偏向手段により発生した第２のレーザ走査パターンが商品滑走面とほぼ平行に出射する第２の開口部、を備え、前記レーザ光源は、筐体内部の上部の部分に配置されるとともに、前記光走査手段は、前記筐体部分の下部底面付近に配置されることを特徴とする。
【００１７】
この構成により、図１に示すように、トップの第１の読み取り窓１２からレーザ走査パターンが上から下方向に出射されるため、オペレータは、バーコードを見ながらトレイ商品を傾けることなくスキャニング作業を行うことができる。また、上面からほぼ直角の関係にあるレーザ走査パターンが出射されるため、スキャナの読み取りはバーコード面内の回転方向の向きに依存せず、かつ上面の左右から同一種類のレーザ走査パターンが読み取り空間にて交差するように出射されるため、トレイ商品自体の左右方向の回転に対する許容角度も広い。
【００１８】
また、本発明は、前記光走査手段からの走査は該光走査手段の回転軸にほぼ垂直な方向であることを特徴とする。また、前記光走査手段からの走査は一方の読み取り窓にほぼ平行な方向であることを特徴とする。また、前記光走査手段への入射ビームは１つであることを特徴とする。また、前記光検知手段は単一の光検知手段であることを特徴とする。この構成により、図１に示すように、光走査手段からの走査は回転軸にほぼ垂直であり（図１（ｂ）の光走査手段１５からミラーＭ７への走査方向）、読み取り窓１３にほぼ水平であるため、ミラーＭ７の角度をあまり傾けなくとも所望の走査パターンを窓１２を介して外部に提供でき、且つ奥行きは短く、トップ光学系の出っ張りも小さくなるため、オペレータとの対面性がよくなる。
【００１９】
また、本発明は、前記光走査手段に入射するレーザビームは２つ以上であることを特徴とする。また、２つ以上のレーザ光源を具備したことを特徴とする。また、前記レーザ光源から出射されたレーザビームを分割するためのレーザビーム分割手段を具備したことを特徴とする。
【００２０】
この構成により、図６に示すように、複数（例えば２つ）の光源１４，１４′、または単一のレーザ光源１４からビームを光ビーム分割手段（例えば、ビームスプリッタやハーフミラー）１９により２ビームを形成し、光走査手段１５に入射させ、一方は第１の光偏向手段を介して第１の読み取り窓１２へ、また他方はミラー２０および第２の光偏向手段を介して第２の読み取り窓１３へ提供することもできる。
【００２１】
また、本発明は、前記２つの読み取り開口部は、同一平面内にあることを特徴とする。また、前記２つの読み取り開口部は、隣り合う２面それぞれ備えられていることを特徴とする。また、前記２つの読み取り開口部が備えられた平面は、商品滑走面に対して、斜めになっていることを特徴とする。また、装置底面が水平でありカウンタテーブルに据え置き可能な構造になっていることを特徴とする。また、一方の読み取り開口部が、装置が商品滑走面に対して、ほぼ垂直であることを特徴とする。
【００２２】
この構成により、図５（ｂ）に示すように、隣り合う２面１２，１３の交角が直角であったり、図５（ｃ）に示すように同一平面内に配置されていても、所期のレーザ走査パターンを実現することができる。
【００２３】
また、本発明は、光走査手段への入射ビームの方向が、装置が載置されるカウンタテーブル面に対して垂直であることを特徴とする。この構成により、前述した図１と同様な効果が得られる。
【００２４】
また、本発明は、光走査手段への入射ビームの方向は、装置が載置されるカウンタテーブル面に対してほぼ平行であることを特徴とする。この構成により、図３の如く、レーザ走査バターンの出射方向が、向かって左から右への方向のみであるため、第１の実施の形態に比べて読み取りに対する商品の許容角度は狭いがミラーの枚数が少ないため安価な構成となる。
【００２５】
また、本発明は、前記第１あるいは第２のレーザ走査パターンの少なくとも一方は、４方向のレーザ走査線から形成されていることを特徴とする。また、前記第２のレーザ走査パターンは、カウンタ上において商品移動方向に対して２０度以内の角度成分からなる走査線を含むことを特徴とする。また、前記第１の読み取り開口部用に走査された２つの走査線は、読み取り開口部では離れているが、装置外部で交わる構成となっていることを特徴とする。また、前記第２の読み取り開口部用に走査された２つの走査線は、読み取り開口部では離れているが、装置外部で交わる構成となっていることを特徴とする。また、前記第２のレーザ走査パターンは、光走査手段から第２の読み取り開口部に至る光路中に一つのミラーでのみ生成されるレーザ走査パターンを含むことを特徴とする。また、前記第２のレーザ走査パターンは、光走査手段から第２の読み取り開口部に至る光路中に三つのミラーを経由して生成されるレーザ走査パターンを含むことを特徴とする。また、前記第１のレーザ走査パターンは、互いにほぼ垂直の関係にある２種類のレーザ走査線を含むことを特徴とする。また、前記第２のレーザ走査パターンは、互いにほぼ垂直の関係にある２種類のレーザ走査線を含むことを特徴とする。
【００２６】
この構成により、サイドおよび上面に読み取り窓を備え、従来のサイドスキャナの読み取り性能を維持した構成で、かつ上面から下方向にレーザ走査パターンを出射する縦型２面構成のスキャナを実現できる。
また、本発明は、レーザ光源、前記レーザ光源から出射されるレーザ光線を走査して走査光を生成する、単一の光走査手段、前記光走査手段により生成された走査光を反射して、第１のレーザ走査パターンを発生する第１の光偏向手段、前記第１の光偏向手段により発生した第１のレーザ走査パターンが出射する第１の開口部、前記光走査手段により生成された走査光を反射して、前記第１のレーザ走査パターンとは異なる第２のレーザ走査パターンを発生する第２の光偏向手段、前記第２の光偏向手段により発生した第２のレーザ走査パターンが出射する第２の開口部、を備え、前記レーザ光源は、筐体内部の上部の部分に配置されるとともに、前記光走査手段は、前記筐体部分の下部底面付近に配置されることを特徴とする。また、前記光走査装置において、前記第１の光偏向手段は前記筐体内部に配置されるとともに、前記第１の開口部は前記筐体の底面に対して傾斜して設けられ、前記第１の光偏向手段は前記光走査手段よりも上方に配置されていることを特徴とする。
【００２７】
【発明の実施の形態】
図１および図２は本発明の第１の実施の形態を示す図であり、図１（ａ）は（ｂ）図のａ−ａ線における断面図、図１（ｂ）は（ａ）図のｂ−ｂ線における断面図、図２は図１（ｂ）のスクリーンＡにおける走査バターンを示す図である。
【００２８】
本実施の形態は、図１に示すように、筐体１０はカウンタ１１（商品滑走面）上に載置される縦長の箱体で、下部側面に第２の読取窓（開口部）１３が設けられ、上部に傾斜した第１の読取窓（開口部）１２が設けられている。
【００２９】
そして、筐体１０の内部には上部に配置された単一光源（半導体レーザ）１４と、下部底面付近に配置された光走査手段１５（ポリゴンミラー）と、上部に配置された第１の光偏向手段と、中央部の左右に配置された第２の光偏向手段とが設けられている。そして、単一光源（半導体レーザ）１４から斜め下方に出射されたレーザビーム１６は光走査手段１５によりほぼ真上に走査され、その走査線の一部は第１の光偏向手段により走査パターンＣ，Ｄ，Ｅ，Ｆとなって第１の読取窓１２から出射され、残りの走査線は第２の光偏向手段により走査パターンＡ，Ｂ，Ｇ，Ｈとなって第２の読取窓１３から出射されるようになっている。
【００３０】
前記第１の光偏向手段は、６個のミラーＭ５〜Ｍ１０が筐体体１５の上部に３個づつほぼ対称形に配置され（但しミラーＭ７とＭ８は左右非対称に配置されている）、前記第２の光偏向手段は、８個のミラーＭ１〜Ｍ４、およびＭ１１〜Ｍ１４が４個づつほぼ対称形に配置されている。なお、サイドの第２の読取窓１３は筐体１０の底面に対して垂直に設けられており、上部の第１の読取窓１２は筐体１０の底面に対して傾斜している。１７は信号読み取り用の光検知器、１８は光検知器への集光用凹面鏡である。
【００３１】
このように構成された本実施の形態の作用を次に説明する。先ずレーザ光源１４から出射されたレーザビーム１６は、モータにより回転駆動されるポリゴンミラー１５に入射する。次いでポリゴンミラー１５の回転駆動に応じてポリゴンミラー１５で反射されたレーザビームは順次ミラーに向けて反射され、ミラーＭ１、２、５、７、８、１０、１３、１４の順に走査する。ミラーＭ１で分割、反射された走査線は、ミラーＭ３で反射され、第２の読み取り窓１３を透過して、走査パターンＡとして外部に出射される。
【００３２】
同様に、外部に走査線が出射される経路は次のようになる。
走査パターンＢ：ミラーＭ２→ミラーＭ４ →第２の窓
走査パターンＣ：ミラーＭ５→ミラーＭ６ →第１の窓
走査パターンＤ：ミラーＭ７ →第１の窓
走査パターンＥ：ミラーＭ８ →第１の窓
走査パターンＦ：ミラーＭ１０→ミラーＭ９ →第１の窓
走査パターンＧ：ミラーＭ１３→ミラーＭ１１→第２の窓
走査パターンＨ：ミラーＭ１４→ミラーＭ１２→第２の窓
【００３３】
次にバーコードで反射されたレーザビームは散乱反射されポリゴンミラー１５まで出射と同一の経路を逆にたどり、凹面鏡１８によって絞られ光検知器１７に集光される。バーコードの白と黒に応じた信号光の差を電気信号に変換し、復調回路を経由して信号処理される。
【００３４】
本第１の実施の形態では、トップの第１の読み取り窓１２からレーザ走査パターンが上から下方向に出射されるため、オペレータは、バーコードを見ながらトレイ商品を傾けることなくスキャニング作業を行うことができる。また、本実施の形態では上面からほぼ直角の関係にあるレーザ走査パターンが出射されるため、スキャナの読み取りはバーコード面内の回転方向の向きに依存せず、かつ上面の左右から同一種類のレーザ走査パターンが読み取り空間にて交差するように出射されるため、トレイ商品自体の左右方向の回転に対する許容角度も広い。
【００３５】
また、サイドの第２の読み取り窓１３からもレーザ走査パターンが正面方向に出射されるため、バーコードの姿勢に関して、読み取りに対する許容角度もトップおよびサイドからのレーザ走査パターンの補完により広くなっており、オペレータのチェックアウト作業における負荷を軽減することができる。
【００３６】
上記実施の形態では、とくに走査パターンＤまたはＥを生成するために光走査手段から読み取り開口部に至る光路中に１つのミラーを配置するのみで実現している。これらの走査パターンを２枚以上のミラーで生成するような光学系では、装置の縦方向の寸法が大きくなったり、トップスキャナ部のオペレータ側への出っ張りが大きくなり、オペレータとお客の体面性が悪くなったり、スキャニングしにくいなどの問題が発生するが、本実施の形態では、そのようなことはない。
【００３７】
また、本実施の形態では、光走査手段からの走査は回転軸にほぼ垂直であり（図１（ｂ）の光走査手段１５からミラーＭ７への走査方向）、読み取り窓１３にほぼ水平であるため、ミラーＭ７の角度をあまり傾けなくとも所望の走査パターンを窓１２を介して外部に提供できる。この時、本実施の形態は図８（ａ）に示した従来例に比し奥行きは短く、トップ光学系の出っ張りも小さいため、オペレータとの対面性がよくなるという利点がある。
【００３８】
本実施の形態の走査パターンＤおよびＥは、図２に示すようにカウンタ面１１と平行な面上で、商品移動方向と走査線との交角が２０度以内となっており、且つミラーＭ７とＭ８を非対称としたことで走査パターンＤ，Ｅが中央で交差せず、左右で交差するようになっている。最近の店舗では、店舗内で印刷されるバーコードが多数あるが、その大多数は背の低いバーコードである。この背の低いバーコードを端から端まで走査しようとすると商品の移動方向と走査線の交角を２０度以下にする必要がある。該走査線の商品移動方向との交角が２０度以上であると、オペレータはトレイ商品（店舗内で印刷されたバーコードが添付されている）を回転させながらスキャニングさせなければならないなどの不具合が発生する。本実施の形態では交角が２０度以内であり且つ走査パターンＤとＥが中央で交差せず左右で交差し空白部がなくなるため、トレイ商品を回転させることなくスキャニングすることができる。
【００３９】
なお、本実施の形態では、光走査手段は４面のフアセットをボリゴン１５として説明しているため、ポリゴン１回転につき同一種類の走査線が４本づつ出射される。３面のポリゴンの場合では、光走査手段を走査する走査角が大きくなるため、それぞれの走査線の長さが長くなるという利点があるが、ポリゴンミラーの一回転あたりの各走査パターンを構成する走査線数が３本ずつとなり、特に上述のように交角が２０度以内となるようなレーザ走査パターンを発生するような光学系では、４面のポリゴンの場合に比べて３面の方が不利となる。即ち同一種類の走査線の間隔を両者同一とした場合に３面の方が走査線の数が少ないことにより走査線の並ぶ方向の領域が狭くなるため、読み取り領域が狭くなるという不利がある。
【００４０】
図３は本発明の第２の実施の形態を示す図で、（ａ）は側面断面図、（ｂ）および（ｃ）は前面より見た斜視図、（ｄ）は商品滑走面における走査パターンである。本実施の形態は、筐体１０は第１の実施の形態と同様であり、光走査手段（ポリゴンミラー）１５が筐体１０の中央より偏奇して設けられ、レーザ光源１４が光走査手段１５の側方に設けられている。また、ミラーＭ５〜Ｍ８が第１の光偏向手段として配置され、ミラーＭ１〜Ｍ４が第２の光偏向手段として配置されている。
【００４１】
このように構成された本実施の形態の作用を次に説明する。レーザ光源１４によって出射されたレーザビーム１６は、ポリゴンミラー１５に入射する。次いでポリゴンミラー１５によりレーザビームはミラーＭ１、２、３、４、５、６の順に走査する。ミラーＭ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４で分割、反射された走査線は、サイドの第２の読み取り窓１３を透過して、外部に走査パターンＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄとして出射される。
【００４２】
一方、ミラーＭ５で分割、反射された走査線はミラーＭ７で反射され、走査パターンＥとしてトップの第１の読み取り窓１２を透過して外部に出射され、ミラーＭ６で反射、分割された走査線は、ミラーＭ８で反射され走査パターンＦとしてトップの第１の読み取り窓１２を透過して外部に出射される。本実施の形態は第１の実施の形態に比べてミラーの枚数が少なく安価な構成であるが、レーザ走査バターンの出射方向が、向かって左から右への方向のみであるため、第１の実施の形態に比べて読み取りに対する商品の許容角度は狭い。
【００４３】
図４は本発明の第３の実施の形態を示す図で、（ａ）は側面断面図、（ｂ）および（ｃ）は前面より見た斜視図、（ｄ）は商品滑走面における走査パターンである。本実施の形態は光走査手段（ポリゴンミラー）１５が装置の上部に配置され、レーザ光源１４および光検知器１７は下方に配置されている。従って、レーザ光源１４からポリゴンミラー１５への入射ビームの方向は下から上方向である。また、第１の光偏向手段としてミラーＭ１〜Ｍ４およびミラーＭ１１〜１４が配置され、第２の光偏向手段としてミラーＭ５〜Ｍ１０が配置されている。
【００４４】
このように構成された本実施の形態の作用を次に説明する。先ず、レーザ光源１４によって出射されたレーザビーム１６はポリゴンミラー１５に入射する。次いでポリゴンミラー１５によりレーザビームはミラーＭ１、Ｍ５、Ｍ６、Ｍ７、Ｍ８、Ｍ９、Ｍ１０、Ｍ１１の順に走査される。そして第２の光偏向手段のミラーＭ５〜Ｍ１０で分割、偏向された走査線は、サイドの第２の読み取り窓１３を透過して走査パターンＣ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈとして外部に出射される。
【００４５】
一方、ミラーＭ１で分割、偏向された走査線は、ミラーＭ２、Ｍ３の順に走査される。そしてミラーＭ２で反射、分割された走査線はミラーＭ４で反射されてトップの第１の読み取り窓１２を透過し、走査パターンＡとして外部に出射される。ミラー３で反射された走査線は、ミラーＭ４で反射されトップの第１の読み取り窓１２を透過し、走査パターンＢとして外部に出射される。また、ミラーＭ１１で分割、偏向された走査線はミラーＭ１で反射された走査線と左右対称であり、ミラーＭ１２、Ｍ１３、Ｍ１４により反射分割され、トップの第１の読み取り窓１２から走査パターンＩ、Ｊとして外部に出射される。本実施の形態は、光走査手段を上部に配置したこと以外は第１の実施の形態と同様な作用効果を有する。
【００４６】
図５は本発明の第４および第５の実施の形態を説明するための図で、（ａ）は比較のための第１，２，３の実施の形態、（ｂ）は第４の実施の形態、（ｃ）は第５の実施の形態を示す各側面図である。（ａ）図に示すように、第１、第２、第３の実施の形態では、２つの読み取り窓１２，１３が異なる２面に配置されているが、第４の実施の形態は、（ｂ）図に示すように、隣り合う２つの読み取り窓１２，１３の２面の交角を直角にしたものである。
【００４７】
また第５の実施の形態は、（ｃ）図に示すように２つの読み取り窓１２，１３を同一平面内に配置したものである。このように隣り合う２面１２，１３の交角が第４の実施の形態のように直角であっても、第５の実施の形態のように同一平面内に配置されていても、所期のレーザ走査パターンを実現することができる。ただし、２つの窓１２，１３の角度が鈍角の方が、読み取り領域が広い点で有利である。
【００４８】
図６は本発明の第６および第７の実施の形態を説明するための図で、（ａ）は比較のための第１，２，３の実施の形態、（ｂ）は第６の実施の形態、（ｃ）は第７の実施の形態を示す各側面図である。前述の各実施の形態では、（ａ）図に示す単一のレーザ光源の場合について説明したが、第６の実施の形態は（ｂ）図に示すように、複数（例えば２つ）の光源１４，１４′を用い、該光源１４，１４′からの光ビームを光走査手段１５に入射させ、一方は第１の光偏向手段を介して第１の読み取り窓１２へ、また他方は第２の光偏向手段を介して第２の読み取り窓１３へ提供するように構成したものである。
【００４９】
また、第７の実施の形態は（ｃ）図に示すように単一のレーザ光源１４からのビームを光ビーム分割手段（例えば、ビームスプリッタやハーフミラー）１９により２ビームを形成し、一方はミラー２０を介して光走査手段１５に入射させ、さらに第１の光偏向手段を介して第１の読み取り窓１２へ、また他方は光ビーム分割手段１９から光走査手段１５に入射させ、さらに第２の光偏向手段を介して第２の読み取り窓１３へ提供するように構成したものである。このように構成された第６および第７の実施の形態は部品追加によりコストアップとなるが、前記の各実施の形態と同様に所期のレーザ走査パターンを実現することができる。
【００５０】
図７は本発明の第９の実施の形態を説明するための図で、（ａ）は比較のための第１，２，３の実施の形態、（ｂ）は第８の実施の形態を示す各側面図である。前述の各実施の形態に於いては、（ａ）図の如く信号光集光手段として凹面鏡１８を用いた例を説明したが、本実施の形態では（ｂ）図の如く透過型レンズ（例えばフレネルレンズ）２１を用いたものである。凹面鏡は、曲面加工と蒸着といった複数の加工作業が必要なため、高価であるが、本実施の形態に用いる透過型レンズ２１は安価であり、装置の縦方向の寸法も縮小できるという利点がある。
【００５１】
（付記１） レーザ光源、光走査手段、光検知手段、信号光集光手段、および２つの読み取り開口部を備え、商品滑走面に対して垂直ないし斜めに上から下方に向けて出射される第１のレーザ走査パターンと、商品滑走面に対してほぼ平行方向に出射される第２のレーザ走査パターンとを具備したことを特徴とする光走査装置。
（付記２） 前記第１、第２のレーザ走査パターンは、前記２つの読み取り開口部の別々の読み取り開口部より出射されることを特徴とする付記１に記載の光走査装置。
（付記３） 前記光走査手段による走査を第１の読み取り開口部に導く第１の光偏向手段と、第２の読み取り開口部に導く第２の光偏向手段を備えたことを特徴とする付記１に記載の光走査装置。
（付記４） 前記レーザ光源は、単一のレーザ光源であることを特徴とする付記１に記載の光走査装置。
（付記５） 前記光走査手段からの走査は該光走査手段の回転軸にほぼ垂直な方向であることを特徴とする付記１に記載の光走査装置。
（付記６） 前記光走査手段からの走査は一方の読み取り窓にほぼ平行な方向であることを特徴とする付記１に記載の光走査装置。
（付記７） 前記光走査手段への入射ビームは１つであることを特徴とする付記１に記載の光走査装置。
（付記８） 前記光検知手段は単一の光検知手段であることを特徴とする付記１に記載の光走査装置。
（付記９） 前記光走査手段に入射するレーザビームは２つ以上であることを特徴とする付記１に記載の光走査装置。
（付記１０） ２つ以上のレーザ光源を具備したことを特徴とする付記９に記載の光走査装置。
（付記１１） 前記レーザ光源から出射されたレーザビームを分割するためのレーザビーム分割手段を具備したことを特徴とする付記９に記載の光走査装置。
（付記１２） 前記２つの読み取り開口部は、同一平面内にあることを特徴とする付記１に記載の光走査装置。
（付記１３） 前記２つの読み取り開口部は、隣り合う２面それぞれ備えられていることを特徴とする付記１に記載の光走査装置。
（付記１４） 前記２つの読み取り開口部が備えられた平面は、商品滑走面に対して、斜めになっていることを特徴とする付記１２に記載の光走査装置。
（付記１５） 装置底面が水平でありカウンタテーブルに据え置き可能な構造になっていることを特徴とする付記１に記載の光走査装置。
（付記１６） 一方の読み取り開口部が、装置が商品滑走面に対して、ほぼ垂直であることを特徴とする付記１３に記載の光走査装置。
（付記１７） 光走査手段への入射ビームの方向が、装置が載置されるカウンタテーブル面に対して垂直であることを特徴とする付記１に記載の光走査装置。
（付記１８） 光走査手段への入射ビームの方向は、装置が載置されるカウンタテーブル面に対してほぼ平行であることを特徴とする付記１に記載の光走査装置。
（付記１９） 前記第１あるいは第２のレーザ走査パターンの少なくとも一方は、４方向のレーザ走査線から形成されていることを特徴とする付記１に記載の光走査装置。
（付記２０） 前記第２のレーザ走査パターンは、カウンタ上において商品移動方向に対して２０度以内の角度成分からなる走査線を含むことを特徴とする付記１に記載の光走査装置。
（付記２１） 前記第１の読み取り開口部用に走査された２つの走査線は、読み取り開口部では離れているが、装置外部で交わる構成となっていることを特徴とする付記１に記載の光走査装置。
（付記２２） 前記第２の読み取り開口部用に走査された２つの走査線は、読み取り開口部では離れているが、装置外部で交わる構成となっていることを特徴とする付記１に記載の光走査装置。
（付記２３） 前記第２のレーザ走査パターンは、光走査手段から第２の読み取り開口部に至る光路中に一つのミラーでのみ生成されるレーザ走査パターンを含むことを特徴とする付記１に記載の光走査装置。
（付記２４） 前記第２のレーザ走査パターンは、光走査手段から第２の読み取り開口部に至る光路中に三つのミラーを経由して生成されるレーザ走査パターンを含むことを特徴とする付記１に記載の光走査装置。
（付記２５） 前記第１のレーザ走査パターンは、互いにほぼ垂直の関係にある２種類のレーザ走査線を含むことを特徴とする付記１に記載の光走査装置。
（付記２６） 前記第２のレーザ走査パターンは、互いにほぼ垂直の関係にある２種類のレーザ走査線を含むことを特徴とする付記１に記載の光走査装置。
【００５２】
【発明の効果】
本発明の光走査装置に依れば、安価でかつ小さな構成で、第１および第２の読み取り窓より所期のレーザ走査パターンを読み取り領域へ提供できる。本レーザ走査パターンの提供により、オペレータはトレイ商品の傾け走査が不要になり、且つ、バーコードを見ながらの操作が可能となるため、チェックアウト作業の効率化に寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態を示す図で、（ａ）は（ｂ）図のａ−ａ線における断面図、図１（ｂ）は（ａ）図のｂ−ｂ線における断面図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態を示す図で、（ａ）は図１（ｂ）のスクリーンＡにおける走査バターン、（ｂ）は商品滑走面における走査バターンを示す上面図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態を示す図で、（ａ）は側面断面図、（ｂ）および（ｃ）は前面より見た斜視図、（ｄ）は商品滑走面における走査パターンである。
【図４】本発明の第３の実施の形態を示す図で、（ａ）は側面断面図、（ｂ）および（ｃ）は前面より見た斜視図、（ｄ）は商品滑走面における走査パターンである。
【図５】本発明の第４および第５の実施の形態を示す図で、（ａ）は比較のために示した第１の形態の側面断面図、（ｂ）は第４の実施の形態の側面断面図、（ｃ）は第５の実施の形態の側面断面図である。
【図６】本発明の第６および第７の実施の形態を示す図で、（ａ）は比較のために示した第１の形態の側面断面図、（ｂ）は第６の実施の形態の側面断面図、（ｃ）は第７の実施の形態の側面断面図である。
【図７】本発明の第８の実施の形態を示す図で、（ａ）は比較のために示した第１の形態の側面断面図、（ｂ）は第８の実施の形態の側面断面図である。
【図８】従来の光走査装置の３例を示す図である。
【符号の説明】
１０…筐体
１１…カウンタ（商品滑走面）
１２…第１の読み取り窓
１３…第２の読み取り窓
１４…レーザ光源
１５…光走査手段（ポリゴンミラー）
１６…レーザビーム
１７…光検知器
１８…凹面鏡
１９…光ビーム分割手段
２０…ミラー
２１…透過型レンズ
Claims (2)
- レーザ光源、
前記レーザ光源から出射されるレーザ光線を走査して走査光を生成する、単一の光走査手段、
前記光走査手段により生成された走査光を反射して、第１のレーザ走査パターンを発生する第１の光偏向手段、
前記第１の光偏向手段により発生した第１のレーザ走査パターンが斜め下方に出射する第１の開口部、
前記光走査手段により生成された走査光を反射して、前記第１のレーザ走査パターンとは異なる第２のレーザ走査パターンを発生する第２の光偏向手段、
前記第２の光偏向手段により発生した第２のレーザ走査パターンが商品滑走面とほぼ平行に出射する第２の開口部、を備え、
前記レーザ光源は、筐体内部の上部の部分に配置されるとともに、
前記光走査手段は、前記筐体部分の下部底面付近に配置されることを特徴とする光走査装置。 - 前記光走査装置において、前記第１の光偏向手段は前記筐体内部に配置されるとともに、
前記第１の開口部は前記筐体の底面に対して傾斜して設けられ、
前記第１の光偏向手段は前記光走査手段よりも上方に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の光走査装置。
Priority Applications (1)
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| JP2001282054A JP3602082B2 (ja) | 2001-09-17 | 2001-09-17 | 光走査装置 |
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