JPH02178888A - 再帰反射型レーザ走査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、一般に、バーコード記号のような光反射率を
異にする部分を有する標識を読み取るためのレーザ走査
装置に関し、更に詳細には、使用者が持ち運ぶことがで
き、読み取るべき各記号に狙いをつけることのできる軽
量、多素子、可搬形のレーザダイオード式走査ヘッドに
関し、また、レーザビームを、高倍率再帰反射装置にお
ける非円形視野内に落ちるように調節可能に位置決めす
ることに関する。

〔従来の技術〕

物品をその上にある記号を光学的に読み取ることによっ
て識別するため、物品に貼着されたラベル上に印刷され
たバーコード記号を光学的に読み取るための種々の光学
的読取装置及び光学的走査装置が従来から開発されてい
る。バーコード記号自体は一連のバーから成るコード化
されたパターンであり、これらバーは種々の幅を有し、
且つ種々の幅のスペースを境界づけるように互いに間隔
を置いており、これらバー及びスペースは異なる光反射
特性を有している。このような読取装置はコード化され
たパターンを電子光学的にデコードし、物品を記述する
多重英数字デジット表現となす。このような一般型の走
査装置及びこれに用いられる部材を開示しているものと
しては、例えば、米国特許第４，２５１，７９８号、第
４，３６０，７９８号、第４．３６９．３６１号、第４
，３８７．２９７号、第４，５９３，１８６号、第４，
４９６．８３１号、第４，４０９，４７０号、第４，４
６０．１２０号、第４，６０７，１５６号、第４，６７
３，８０５号、第４，７３６．０９５号、第４，７５８
，７１７号及び第４．７６０．２４８号、並びに米国特
許出願第１９６，０２１号、第７，７７５号、第９４４
，８４８号、第１３８．５６３号、第１４８．４３８号
、第１４８，６６９号、第１４８．５５５号、第１４７
．７０８号及び第１９３，２６５号があり、これらは全
て本出願人に譲渡されている。これら特許及び特許出願
の内容については、本技術分野の現在の水準を示すため
に本明細書において説明する。

前掲のいくつかの特許及び特許出願に開示されているよ
うに、特に有利な走査装置の例においては、使用者が手
に持っている手持ち形ヘッドからのレーザ光ビームを修
正して導き、ヘッドを、そしである場合にはレーザビー
ム自体を、読み取るべき記号に狙いをつけ、レーザビー
ム及び／又は検出器の視野を記号を横切って反復走査し
、走査中に記号から反射して来るレーザ光を検出し、検
出された反射光をデコードする。

約６７０ｎｍから約６８０ｎｍまでの波長のレーザ光を
放出するレーザダイオードの出現に伴い、放出されるレ
ーザ光は人間の目に最少限界的に可視となっている。比
較をしてみると、波長６７０〜６８０ｎｍのレーザ光が
人間の目に見える可視度は、ヘリウム・ネオン・ガスレ
ーザから放出される波長約６３３ｎｍの赤レーザ光の約
１０分の１である。

しかし、波長が約７８０ｎｍである赤外レーザダイオー
ドの光よりも可視度が高い。しかし、使用に際しては、
１砂場たり４０回程度の速い走査速度においては、また
スーパマーケットのような明るく照明された場所におい
ては、波長６７０　〜６８０ｎｍのレーザ光の可視度は
、特に、読み取るべき記号がヘッドから遠くに配置され
ている場合に、低下する。

レーザビームを、基準平面において最小のビーム横断面
積またはウェストを持つビームスポットを形成するよう
に、修正及び合焦させる。記号は、基準面のどちらの側
でも読み取ることができる。

説明の都合上、基準面とヘッドとの間に置かれた記号を
１近接」記号と定義し、ヘッドから遠い方の基準面の他
の側に置かれた記号を「遠隔」記号と定義することにす
る。「近接」記号という語には、記号が実際上ヘツドと
接触している場合、または、基準面がヘッドのすく外側
に配置されている場合をも含む。装置が記号を読み取る
ことのできる最小距離と最大距離との間の範囲は、しば
しば、「被写体深度」と定義される。いうまでもなく、
被写体深度は、濃度の異なる記号に対しては異なる。

これらの定義に留意して考えると、最少限界的の光を放
出するレーザダイオードの使用に付随する−の欠点は、
レーザ光の可視度を高めるーの方法が、特に遠隔記号の
場合、ビームの修正及び成形のために用いる光学装置の
倍率を増すことであるということである。しかし、倍率
を増すと、ビームの位置決め及びビームの指向角に対す
る制御が悪くなる。ビーム指向角及びビーム位置決めは
、いうまでもなく、作動的装置が得られるように制御す
ることが必要であり、このことは、再帰反射装置の場合
に特に大切である。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明の一般的目的は前記従来のレーザ走査装置にあっ
た問題及び欠点を克服することにある。

本発明の他の目的は、レーザビームを、高倍率の再帰反
射装置における非円形視野内にあらしめるように、調節
可能に位置決めすることにある。本発明の更に他の目的
は、軽量、小形、かつ頑丈であり、手首及び腕の疲労の
ない、人間の目に可視のレーザビームの放出が可能であ
る手持ち形レーザダイオード走査ヘッドを提供し、これ
により、可視レーザビームを近接記号から遠隔記号まで
にわたって簡単に位置決めすることを可能ならしめるこ
とにある。本発明の更に他の目的は、へ・ノドと接触し
ている記号だけではなく、近接及び遠隔記号をも読み出
し可能なレーザダイオード走査ヘッドを提供することに
ある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の前記及び他の目的を達成するため、本発明の特
徴を有するレーザ走査装置は、光反射率を異にする部分
を有する標識、例えば、可変幅の明るいスペース及びこ
れによって分離された暗いバーを交互に有するバーコー
ド記号を読み取るためのものである。本発明装置は、ハ
ウジング、及び入射レーザビームを発生するために該ハ
ウジング内にある光源手段を有す。前記光源手段は波長
約６７０ｎｍないし約６８０ｎｍのレーザ光を放射する
半導体レーザダイオードを具備しており、従って、放射
されるレーザ光は、前述したように、人間の目に最少限
界的に可視である。

また、光学手段が前記ハウジング内に設けられており、
入射レーザビームを、該ハウジングに対する作動距離の
範囲内に配置された記号へ向かつて、光学路に沿って、
光学的に成形して導くように働く。レーザ光は記号から
反射される。この反射光のうちの少なくとも成る戻り部
分は記号から離れて進んでハウジングへ向かって戻る。

走査手段、例えば、走査ミラーのような反射面が上に取
り付けられている往復振動性出力軸を有する走査モータ
がヘッドに取り付けられており、記号を、一つの走査に
おいて、好ましくは反復的に記号を横切る１砂場たり複
数の掃引において、走査するようになっている。前記反
射したレーザ光の戻り部分は、走査中に記号を横切る可
変的光強度を持つ。これは、バーコード記号の場合には
、記号を構成しているバー及びスペースの光反射特性が
異なっていることによるものである。

この装置はまたセンサ手段、例えば１つまたは複数のホ
トダイオードを備え、反射レーザ光の戻り部分の可変光
強度を視野にわたって検出し、及びこの検出された可変
光強度を示す電気信号、般にはアナログ信号を発生する
ようになっている。

前記アナログ電気信号を処理するための信号処理手段が
設けられており、この信号処理手段は、通例は、このア
ナログ電気信号を処理して、走査中の記号を記述するデ
ータにデコードされるデジタル化電気信号となす。

前記走査手段は、記号を横切る入射レーザビーム自体を
、またはセンサ手段の視野を、またはこれら両方を走査
するように働く。

デコード／制御電子回路が、常にではないがしばしば、
前記ハウジング内に設けられている。しかし、この回路
はハウジングから離れて遠くに配置される場合もある。

この回路は、デジタル化信号を前述のデータにデコード
するように、記号の間違いのないデコードを測定するよ
うに、及び記号の間違いのないデコードが測定されたら
記号の読み取りを終了するように働く。読取はアクチュ
エータの作動によって開始される。このアクチュエータ
は、一般にはハウジングに設けられている手動式トリガ
手段であり、光源手段、走査手段、センサ手段、信号処
理手段、及びデコード／制御手段に作動的に接続され、
これらを作動させるように働く。このトリガ手段は各記
号に対して順々に１回作動させられる。

手持ち形を用いる場合には、レーザ走査ヘッドとも呼ば
れるハウジングを使用者の手に持ち、読み取るべき各記
号に狙いをつけ、そして記号の場所を突きとめたら、使
用者はトリガ手段を作動させて読取を開始する。記号が
読み取られると、デコード／制御手段は自動的に使用者
に警報を発する。それで、使用者は次の記号に注意を移
して読取行動を繰り返すことができる。

レーザビームが限界的にしか使用者に見えない場合に問
題が生ずる。使用者がレーザビーム自体を簡単に見るこ
とができないと、使用者は、ビームが何時記号上に位置
決めされるかを、または走査レーザビームが記号の全長
にわたって走査しているかどうかを知ることができない
。

それで、本発明の一つの特徴として、入射レーザビーム
の可視性を増大するための手段が設けられている。この
特徴があるので、使用者は、可視性の増大したレーザビ
ームを見ること、及びこのレーザビームを、ヘッドに比
べて広い範囲の作動距離にわたって、読み取るべき記号
上に位置決めすることができる。この範囲には、ヘッド
に接触している記号だけではなく、前述の基準面とヘッ
ドとの間に配置された近接記号も、また、ヘッドから遠
い方の基準面の他の側に配置された遠隔記号も含まれる
。

前記光学手段は合焦レンズを含んでおり、また、限界的
可視性レーザビームの可視性を増大させる更に他の方法
として、合焦レンズの倍率を増大させる。従来の装置に
おいては２０Ｘ〜２５Ｘの倍率が一般に用いられていた
が、本発明においては、５０Ｘ程度の遥かに高い倍率を
用いる。前述したように、このような高い倍率を用いる
と、特に、視野に対するレーザビームの位置及び方向が
重大である再帰反射装置の場合に、ビームの位置及びビ
ームの指向角に対する制御が失われる。それで、本発明
の他の特徴として、このような再帰反射高倍率装置にお
いて、レーザビームをセンサ手段の視野内にあらしめる
ように調節可能に位置決めするための手段が設けられて
いる。

前述した本発明の新規な特徴は特許請求の範囲に記載の
とおりである。以下、本発明装置の構造及び作動方法並
びに本発明の更に他の目的及び利点をその実施例につい
て図面を参照して詳細に説明する。

〔実施例〕

第１図ないし第４図について説明すると、レーザ走査ヘ
ッドｌＯは、軽量（約０．４５４ｋｇ（１ボンド）未満
）の、流線形の、手持ち形の、完全可搬式の、操作容易
の、腕及び手首疲労なしのものであり、レーザ操作装置
において用いるために使用者による完全支持が可能であ
り、記号を読み取り、走査し、及び／又は解析するよう
に働き、記号の読取り前または読取り中に、使用者によ
って各記号に順々に狙いをつけられる。本明細書におい
て用いる「記号」なる用語は、利用される光源、例えば
レーザの波長において相異なる光反射特性を有する相異
なる部分から成る指標を含む。この指標は、遍在する万
国製品コード（Ｕ　Ｐ　Ｃ”）記号、または白黒の工業
記号、例えばコード３９、コダバール、５中２インタリ
ーブ（Ｃｏｄｅ　３９．　Ｃｏｄａｂａｒ。

Ｉｎｔｅｒｌｅａｖｅｄ　２　ｏｆ　５　）、等の任意
のものを含む。

この指標はまた、任意の英文字及び／又は数字であって
もよい。「記号」なる用語はまた背景分野に配置された
指標を含み、この指標、または少なくともその一部は、
背景分野に対するものとは異なる光反射特性を有す。後
者の定義において、記号の「読取り」はロボット工学及
び物体認識の分野において特に有益である。

第１図について説明すると、ヘッド１０は、断面ほぼ矩
形状であってハンドル軸に沿って長く伸びるハンドル部
１２と、ほぼ水平に伸びるバレルまたは本体部１１とを
有するほぼガン形のハウジングを備えている。ハンドル
部１２の断面寸法及び全体的大きさは、使用者の手に都
合よく適合して支持されるようになっている。本体及び
ハンドル部は、合成プラスチック材料のような、軽量、
可とう性、耐衝撃性、自己支持性の材料で作られている
。このプラスチック製ハウジングは、好ましくは、射出
成形されたものであるが、真空成形または吹出し成形し
たものであってもよく、内部空間を形成する肉薄の中空
シェルを形成している。

その容積は約８１９ｃｎｆ（５０立方インチ）程度以下
であるが、用途によって約４１０ｃ／（２５立方インチ
）程度以下である。これらの値は本発明を限定するもの
ではなく、ヘッド１０の総体的な最大の大きさ及び容積
の概略を示すものである。シェルは、ほぼ垂直の接合線
１２ｃに沿って付き合わさる２つのハウジング部１２ａ
、１２ｂで形成されている。

第４図に示すような使用位置を考えて説明すると、本体
部１１は、傾斜前面壁１１ａを有する前部突出領域また
はノーズを有す。本体部１１はまた、傾斜前面壁１１ａ
から後方へ間隔をおく背面壁１１ｂを有する後部領域ま
たは後端部を有している。本体部１１はまた、上面壁１
１ｃ１上面壁１１Ｃの下にある下面Ｗｉｌｄｓ及び上面
壁と下面壁との間にある１対の相対向する側面壁ｌｉｅ
、１１ｆを有す。前面壁１１ａは上面壁及び下面壁に対
して傾斜している。

手動式の、好ましくは押込み式のトリガ１３が片持ばり
式弾性アーム１３ａ上に取り付けられ、前方へ向く頚域
内でヘッドに対して移動するようになっている。前記前
方へ向く領域は、ハンドルと本体部とが突き合わさって
いる領域であり、また、使用者が使用位置においてハン
ドル部を握るときに使用者の人差し指が通例横たわる領
域である。下面壁ｌｉｄは下面開口部を有し、ハンドル
１２は前方へ向くスロットを有し、トリガ１３はこのス
ロットを通って突出し且つ移動させられるようになって
いる。アーム１３ａの一方の端部はトリガスイッチ２５
上に横たわり、トリガ１３を押し込むと開放状態から閉
鎖状態へ切り換えられるようになっている。

窓１４がノーズの定位置に設けられている。この窓は透
光性であり、レーザ光がヘッドの内部から外部へ、及び
外部から内部へ通過することができる。

可とう性の、余り太くない、自由に曲がるコイル形電気
ケーブル１５が、ヘッド１０とレーザ走査装置の残りの
構成部材とを接続している。その作動については後で詳
細に説明する。

後述するように、複数の構成部材がヘッド内に取り付け
られている。そのうちの少なくとも若干は、制御マイク
ロプロセッサにより、直接的にまたは間接的にトリガ１
３によって作動させられる。

ヘッド構成部材のうちの一つはレーザ光源（第３図、第
４図）、例えば半導体レーザダイオード３３である。こ
のレーザ光源は、トリガ１３によって点灯させられると
、前述したように、入射レーザビームを発生伝播させる
。その光は、前述したように、人間の目に最少限界的に
可視である。

この放射ビームの波長は約６７０ｎｍから約６８０ｎｍ
までの範囲内にある。この放射レーザダイオード・ビー
ムは高度に発散性であり、ビーム伝播の縦方向と平行及
び垂直の相異なる平面内で種々に発散し、非半径方向対
称的、即ちアナモルフィックであり、そして楕円形のビ
ーム横断面を有す。

このダイオードは連続波型またはパルス型である。

このダイオードは低い電圧（例えば直流１２Ｖまたはそ
れ以下）を必要とし、この電圧は、ヘッド内に設けられ
ている電源レギュレータ及び電池（直流）電源、または
ヘッドに着脱自在に取り付けられている付属の再充電式
電池パック組立体、またはヘッドから外部電源（例えば
直流電源）に接続されているケーブル１５内の導電体に
よって与えられる。

第８図に詳細に示すように、光学組立体３０が、薄い可
とう性プリント回路盤１６上に取り付けられており該回
路盤に対して調節可能に位置決めされ、放出されたレー
ザビームを修正して第１の光学路２１ａ、２ＩＣに沿っ
て基準平面へ導くようになっている。前記基準平面は、
ヘッドの外部に、前面壁１１ａと接触している記号を読
み取るためにノーズに、または前面”４１１ａとの接触
から離れている記号を読み取るためにノーズの前方に配
置される。基準平面は、放射レーザビームが伝播する縦
方向に対してほぼ垂直に配置される。

読み取るべき記号を、基準面の近くに、該基準面の一方
の側にまたは反対の側に位置させる。即ち、光学的に修
正されたレーザビームの被写体深度内、及びヘッドに対
して計った作動距離の範囲内のどこかに位置させる。レ
ーザビームは、記号から、１つの方向に鏡面成分として
、及び多くの方向に散乱成分として反射する。前記散乱
レーザ光のうち、第２の光学路２１Ｃ及び２１ｂに沿っ
て記号からヘッドへ向かって戻る部分を、本明細書にお
いては、戻り部分という。この部分も使用者に対して最
少限界的可視性である。

第８図に詳細に示すように、光学組立体は細長い円筒状
光学筒３４を有す。この光学筒は一端部に円筒状穴を有
し、この穴にダイオード３３の環状ケーシング部がはま
り込み、ダイオードを定位置に保持している。光学筒３
４の反対端部には鏡筒３５が、縦方向に移動できるよう
に取り付けられている。鏡筒３５は、開口絞り４５、開
口絞りを取り巻いて境界付けしている阻止壁部４４、及
び内部空間を境界付けしている円筒状側面壁部４６を有
す。

光学組立体は、更に、側面壁部４６の内部空間内に第１
の光学路中に配置されておって放射レーザビームを基準
面に合焦させるために絞りとともに働く合焦レンズ３２
、例えば平凸レンズを有す。

開口絞り４５はレンズ３２のどちらの側に配置されてい
てもよいが、下流側に配置されていることが好ましい。

バイアスかけ手段または引っ張りコイルばね４７が光学
筒内に配置されており、このコイルの一端部はダイオー
ドのケーシング部に押しかかり、コイルの他端部はレン
ズ３２の平面側に押しかかっている。このばねはレンズ
を阻止壁部に向かって一定に押しており、これによりレ
ンズを開口絞りに対して固定配置させている。レンズ及
び開口絞りは、鏡筒が縦方向に移動すると、連動的に移
動する。側面壁部は、当初は、光学筒を境界付けする内
周壁内に、これとねじ山を噛み合わせてまたは滑動的に
受は入れられ、そして、レンズと開口絞りとの間の、及
びレンズとダイオードとの間の所望の縦方向間隔が得ら
れると、例えば接着剤または締め付けにより、そこに固
定される。側面壁部と光学筒の内周壁との間の縦方向移
動は、レンズ及び開口絞りに対する調節可能な位置決め
手段であり、ダイオードに対するレンズ及び開口絞りの
所定位置固定は、レンズ及び開口絞りをダイオードから
の所定間隔に固定的に配置する手段である。

開口絞りは、後述するように、開口絞りにおける放射レ
ーザビームの横断面にほぼ等しく、これにより、放射レ
ーザビームの大半部は、記号への途中で第１の光学路に
沿って開口絞りを下流へ通過させることができる。開口
絞りの横断面は矩形または楕円形であることが好ましく
、この場合、矩形または楕円形横断面の長平方向をレー
ザビームの大きい方の発散角と整合させ、より多くのエ
ネルギーを記号へ伝導するようにする。

光学組立体は光学ブロック５０を有し、このブロックの
前方部分５２及び後方部分５４は、協同して、ダイオー
ド３３、光学筒３４、鏡筒３５及び前述の構成部材が収
容されている内部空間を境界付けしている。ヒートシン
ク３１がダイオードと熱的に密接接触して取り付けられ
、該ダイオードから熱を伝導して逃がすようになってい
る。少なくとも１つのねじ山付き部材５６を有する昇降
調節手段が、ヒートシンク及び後方部分５４にそれぞれ
形成された整合穴を、すきまをもって、通過し、前方部
分５２に形成されたねし山付き穴にねじ込まれている。

光学ブロック内にその前方及び後方部分間に薄い可とう
性の軟弱区域を設けることにより、ヒンジ５８が形成さ
れている。前方部分５２はアンカー５９によって回路盤
１６上に定置的に取り付けられている。ダイオード、光
学筒、鏡筒及びこれに収容されている構成部材は後方部
分上に取り付けられてこれとともに移動するようになっ
ている。部材５６を、部材５６が沿って延びる軸のまわ
りでいずれかの周辺方向に回転させると、後方部分及び
その上に支持されている全ての構成部材は、定置的前方
部分に対してヒンジ５８のまわりで角度的に移動させら
れ、これにより、すきま通路６０を通ってブロック５０
から出て来る放射光りビームを上げ下げする。前記すき
ま通路は、ビームを、その角度的調節範囲にわたって、
阻止することのないような寸法に作られている。

通路６０を通過するレーザビームは、光学組立体により
、ヘッド内の通路２１ａに沿って、ほぼ平面状の走査ミ
ラー１９ｂへ後方へ導かれて該ミラーから反射される。

走査ミラー１９ｂは、これに入射するレーザビームを、
通路２１Ｃに沿い、前方へ向くレーザ光透過性窓１４を
通して記号の方へ前方へ反射する。第５図に詳細に示す
ように、記号１００が基準平面１０２の近くに設けられ
いる。この記号は、バーコードの場合には、縦方向に沿
って互いに間隔をおく一連の垂直バーから成る。レーザ
ビームのスポットをこの記号上に合焦させる。後述する
ように、レーザビームを記号の全てのバーを長さ方向に
横切って掃引させるように走査ミラーを往復且つ反復的
に横に振動させると、線形走査が生ずる。全てのバーが
掃引されるならば、線形走査はバーの高さに沿う何処に
あってもよい。線形走査の長さは読み取るべき最も長い
記号の長さよりも長い。本例においては、線形走査は基
準平面において７６．２ｍｍ（３インチ）程度である。

走査ミラー１９ｂは、走査手段、好ましくは米国特許第
４，３８７．３９７号に図示且つ記載されている型の高
速走査モータ上に取り付けられている。この米国特許の
内容は本明細書に参照として記載してあり、且つ本願の
一部となっている。本願の目的としては、走査モータ２
４は出力軸１０４を有しており、この軸に支持ブラケッ
ト１９が固定されている、ということだけでよい。走査
ミラーはこのブラケット上に取り付けられている。モー
タは、軸を、交互の周辺方向に、所望の大きさ、般には
３６０°未溝の弧長にわたって、１砂場たり複数の振動
がある程度の速度で、往復且つ反復的に振動させるよう
に回転させられる。本実施例においては、走査ミラー及
び軸は連動的に振動し、これにより、走査ミラーはこれ
に入射するレーザダイオードのビームを、基準平面にお
ける約３２゜の角度的距離または弧長にわたって、且つ
１砂場たり約２０走査または４０振動の速度で、反復走
査する。

再び第２図について説明すると、反復レーザ光の散乱成
分のうちの戻り部分は、記号１００を構成する種々の部
分の相異なる光反射特性のため、走査中の記号にわたっ
て光強度が可変である。反射レーザ光のうちの戻り部分
は、ほぼ凹球状集光ミラー１９ａによって集められ、光
学路２１ｃ上に中心をおく円錐状集光容積を有する広い
円錐状の光の流れとなる。集光ミラー１９ａは、ヘッド
内に集まった円錐状光を、光学路２１ｂに沿い、レーザ
光透過性部材１０６を通じてセンサ手段、例えばホトセ
ンサ１７へ反射する。ホトセンサ１７は、好ましくはホ
トダイオードであり、線形走査に沿って、且つ好ましく
はこれを越えて延びる視野にわたって集められたレーザ
光の可変強度を検出し、この検出された可変光強度を示
すアナログ電気信号々発生する。

ホトセンサは記号上の集光区域を「見る」。前述の角度
調節手段は、レーザスポットが記号に入射するときに放
射レーザビームが前記集光区域において記号に入射する
ことを確実にする。

集光ミラー１９ａも支持ブラケット１９に取り付けられ
ており、走査ミラーがトリガによって作動させられると
、集光ミラーは往復且つ反復的に横に振動させられ、記
号を横切って長平方向にホトダイオードの視野を線形走
査状に掃引する。

走査ミラー及び集光ミラーは、本実施例においては、一
体構造のものであるが、走査ミラーは、前面表面仕上げ
して銀めっきされた別個の凹面ミラー上に、正しい位置
及び角度に、接着剤付けまたは成形された別個の小形の
平面状ミラーであってもよい。凹面集光ミラーは、レー
デ光の戻り部分を集めてこれをホトダイオード上に合焦
させる役をなす。

ヘット内にはまた、回路盤１６に取り付けられた種々の
分岐電気回路が取り付けられている。例えば、回路盤１
６上の信号処理手段は、センサによって発生されたアナ
ログ電気信号を処理し、及びデジタル化ビデオ信号を発
生するという働きをなす。記号を記述するデータはこの
ビデオ信号がら引き出される。この目的のための適当す
る信号処理手段が米国特許第４．２５１．７９８号に記
載されている。回路盤１６上の部材３９が走査モータの
ための駆動回路を構成する。この目的のための適当する
モーフ駆動回路が米国特許第４．３８７．２９７号に記
載されている。回路盤１６上の部材４０は、入って来る
電圧をレーザダイオードを賦勢するのに適当する電圧に
変換するための電圧コンバークである。米国特許第４．
２５１．７９８号及び第４．３８７．２９７号の全体的
内容は、本明細書に参照として記載してあり、本願の一
部となっている。

一実施例においては、このデジタル化ビデオ信号はケー
ブル１５に沿ってデコード／制御手段１０１へ送られる
（第４図）。このデコード／制御手段は、デジタル化ビ
デオ信号をデジタル化デコード済み信号にデコードする
働きをなし、このデジタル化デコード済み信号から、記
号を記述する所望のデータが、ソフトウェア制御プログ
ラム内に含まれているアルゴリズムに従って、得られる
。デコード／制御手段は制御プログラムを保持するため
のＦＲＯＭ、−時的データ記憶のためのＲＡＭ、及びＦ
ＲＯＭ及びＲＡＭを制御するための制御マイクロプロセ
ッサを有す。デコード／制御手段は、記号の間違いのな
いデコーディングが何時得られたかを測定し、そして、
この記号の間違いのないデコーディングの測定がなされ
ると、記号の読取を終了する。読取の開始はトリガを押
すことによってなされる。デコード／制御手段はまた、
トリガによって開始されたときのヘッド内の作動可能部
材の作動を制御するための、及び、読取が自動的に終了
したということを、例えば制御信号を指示ランプ３６．
３７へ送ってこれを点灯させることによって、使用者に
通信するための制御回路を有している。

デコード済み信号は遠隔ホストコンピュータ１０３へ送
られる。このホストコンピュータは本質的に大形データ
ベースとして働き、デコード済み信号を記憶し、ある場
合にはデコード済み信号に関係する情報を提供する。例
えば、ホストコンピユータば、デコード済の記号によっ
て識別された物品に対応する小売り値段情報を提供する
。

他の実施例においては、デコード／制御手段及びローカ
ルデータ記憶手段はハンドル部内の他のプリント回路盤
２７に取り付けられており、読み取られた多重デコード
済み信号を記憶する。ここに記憶されたデコード済み信
号は、遠隔ホストコンビユータヘアンロードすることが
できる。ローカルデータ記憶手段を設けることにより、
記号の読取中のケーブルの使用を排除することができる
。

これは、ヘッドを可及的自由に操作可能にする際に極め
て望ましいことである。また、ビーパ２８が回路盤２７
に自由選択的に取り付けられ、これにより、使用者は、
記号が何時間違いなく読み取られたかをハンドル内のポ
ート２９を通して開くことができる。

前述したように、ダイオード３３によって放射された光
ビームは限界的可視性であり、ビームを近接記号（ヘッ
ドに接触している記号を含む）に狙いをつけるには十分
な可視性を有するが、ビームを遠隔記号に狙いをつけよ
うとする場合には理想的とはいえない。これは、とりわ
け、スポットがヘッドから更に出て行くときに線形スポ
ット速度が増加するからである。光ビームの可視性を増
加させるため、本発明においては、合焦レンズ３２の倍
率を４５Ｘないし５０Ｘの程度の率に増加させようとす
るものである。レンズ３２の倍率を増加することにより
、より多くのパワーが基準平面にある走査ビームスポッ
トへ伝送される。従って、ビームスポットはもっと明る
くなる。

光学ブロック５０、ヒートシンク３１、レーザダイオー
ド３３、及びその付属の光学装置を含む、回路盤１６の
前端部にある組立体は、光検出器、即ちホトセンサ１７
とともに重心を有し、この重心は、前部緩衝取付２３ｂ
、２３ｄが沿って延びる軸と共直線性である軸にほぼ沿
って延びる。走査モータ２４、ブラケット１９上の集光
及び走査ミラー、アーム２０、ダイオード２２ａ１並び
に受信器２２ｂを含む、回路盤１６の後端部にある組立
体も重心を有し、この重心は、後部緩衝取付２３ａ、２
３Ｃが沿って延びる軸と共直線性である軸にほぼ沿って
延びる。ヘッド内の最も重い構成部材、即ちヒートシン
ク及び走査モータをこれら緩衝取付軸の上またはその近
くに配置することにより、ヒートシンク及び走査モータ
が緩衝取付軸のまわりで回転しようとする傾向が最小と
なり、従って、ヘッドが落下した場合、ヘッドが捻じれ
ようとする傾向並びに光学及び走査組立体が光学的整合
から外れようとする傾向が妨げられる。回路盤１６は支
持機能を有しておらず、整合取付具として働くのである
。

第２図のレーザ走査ヘッドは再帰反射型であり、出て行
（入射レーザビーム及びセンサ手段の視野が走査される
。しかし、本発明の精神を逸脱することなしに他の変形
が可能である。例えば、出て行く入射レーザビームをヘ
ッド上の一つの窓を通じて記号へ導いてこれを掃引させ
、一方、視野を走査せず、そして戻りレーザ光をヘッド
上の他の窓を通じて集光してもよい。また、出て行く入
射ビームを記号へ導くがこれを掃引せず、一方、視野を
走査してもよい。

光検出器１７に達する周囲迷光を最小にするために、光
パンフル２６を用いる外に、更に光検出器の視野を十分
に小さくする。しかし、視野が小さくなるほど、レーザ
ビームを視野内に置くためには、再帰反射型ヘッドにお
けるレーザビームの位置及び指向角に対する微細制御が
重要となる。

前述したように、合焦レンズの倍率を高くすると、出て
行くレーザビームの位置及び指向角に対する制御が悪く
なる。

前述したねじ山付き部材５６を含む角度調節手段はレー
ザビームを視野内に位置させるように働らく。その調節
は垂直（非走査）方向であるから、視野を、長軸が走査
方向に沿って延びる楕円形となす。この楕円形視野は、
矩形（非円形）開口１７ａを光検出器１７の前面に配置
することによって得られる。

ここに、ヘッドは手持ち型である必要はなく、卓上型の
独立ワークステーションに作り、記号を頭上の窓または
ボートの下を通過させ、出て行くビームをこの窓または
ポートを通して導くようにしてもよい。ワークステーシ
ョン自体は走査中は静止しているが、記号はこのワーク
ステーションに対して移動可能であり、出て行くビーム
で登録される。この目的のために、前述の可視性増強レ
ーザビームは有利である。また、ヘッドは、記号が記さ
れているタグまたはラベルと関係する監視装置の状態を
変えるための不活性化装置を更に有することもできる。

この例としては、本出願人に譲渡された米国特許出願第
２３６．２４９号に記載されているものがある。

前述した諸部材の各１つも、または２つもしくはそれ以
上の部材を一緒にした場合も、前述の型とは異なる他の
型の構成において有用な用途が見い出される。

以上、本発明を、ビーム位置制御装置を有する再帰反射
型レーザダイオード走査装置の実施例について説明した
が、本発明は図示の細部に限定されるものではなく、本
発明の精神を逸脱することなしに種々の変形及び構造的
変更が可能である。

前述は本発明の要旨を完全に表しており、従って、この
知識を適用することにより、先行技術に鑑みて、本発明
の一般的または特殊な態様の本質的特質を構成するとい
う特徴を欠如することなしに、この要旨を種々の用途に
採用することができる。即ち、特許請求の範囲に記載の
ごとき本発明の範囲内で種々の変更及び変形が可能であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にががるレーザ走査ヘッドの正面図、第
２図は第１図の２−２線に沿う垂直断面図、第３図は第
２図の３−３線に沿う横断面図、第４図はレーザ走査装
置の他の構成部材に接続されて使用中である第１図のヘ
ッドの正面斜視図、第５図は第１図のヘッドによって放
射されたレーザビームの種々の横断面を示す斜視図、第
６図は第３図の光学組立体の一部の上面図、第７図は第
６図の光学組立体の側面図、第８図は第３図の光学組立
体の拡大断面図、第９図は第２図の９−９線に沿う拡大
断面図である。 １０・・・レーザ走査ヘッド、 Ｇ １６　・ １７　・ ９ｂ ２２ａ。 ３２　・　・ ４５　・　・ ５６　・　・ ５８　・　・ プリント回路盤、 ホトセンサ、 ・走査ミラー、 ３・・・レーザダイオ− 合焦レンズ、 開口絞り、 ねじ山付き部材、 ヒンジ。 ド、

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、相異なる光反射率の部分を有する標識を読み出すた
   めの再帰反射型レーザ走査装置において、（Ａ）人間の
   目に最少限界的可視性である波長でレーザビームを放出
   するように働くレーザダイオードを備え、前記レーザビ
   ームは長軸及び短軸を有するアナモルフィックガウス横
   断面を有しており、更に、 （Ｂ）前記レーザビームを光学的に成形した光学路に沿
   って標識へ導くための光学手段を備え、前記光学手段は
   、前記レーザビームのクリッピング及びパワー損失を最
   小にするため、前記レーザビームの長軸と整合する長辺
   を有するほぼ矩形状開口絞りと、前記レーザビームを、
   所定のウェストサイズで且つ最小のパワー損失で、付近
   に前記標識が配置されており及び前記レーザビームが入
   射する基準平面に合焦させるための高倍率レンズとを含
   み、もって、前記標識からの反射レーザ光を反射し、前
   記反射レーザ光のうちの少なくとも戻り部分は前記標識
   から走査装置へ向かって進むようになっており、更に （Ｃ）前記標識をこれを横切る走査において走査するた
   めの走査手段を備え、前記反射レーザ光の前記戻り部分
   は前記走査にわたって可変強度を有しており、更に、 （Ｄ）前記反射レーザ光の前記戻り部分の可変強度を視
   野にわたって検出するための、及び読み取られる前記標
   識を示す電気信号を発生するためのセンサ手段を備え、 （Ｅ）前記走査手段は、前記標識を横切る走査方向に沿
   って前記レーザビーム及び前記視野の少なくとも一つを
   走査するようになっており、（Ｆ）前記センサ手段は、
   周囲光と前記反射レーザ光の前記戻り部分との間の干渉
   を最小にするため、ほぼ矩形状の検出器開口を有し、前
   記検出器開口はその長辺を前記走査方向に沿って延ばし
   、もってほぼ非円形視野を形成し、更に、 （Ｇ）前記レーザビームを前記非円形視野内にあらしめ
   るように調節可能に位置決めするための手段を備えて成
   る再帰反射型レーザ走査装置。 ２、レーザダイオード及び前記ダイオードから熱を伝導
   して逃がすためのヒートシンクは可動支持体に取り付け
   られており、調節可能位置決め手段は、前記支持体に押
   しかかってこれを所望位置へ移動させる手動的可動部材
   を含んでいる、請求項１記載の再帰反射型レーザ走査装
   置。 ３、ダイオード、光学手段、走査手段、センサ手段及び
   位置決め手段が内部に取り付けられているヘッドを含ん
   でおり、前記ヘッドは、標識に近い前端領域及び標識か
   ら遠い後端領域を有する細長いハウジング部を有してお
   り、前記ダイオードは前記前端領域に配置されて前記後
   端領域へ向かってレーザビームを放射し、前記走査手段
   は前記後端領域にある走査ミラーを含み、もって前記レ
   ーザビームを導いて前記ヘッド内のハウジング部の長さ
   をほぼ２回横切らせるようになっている、請求項１記載
   の再帰反射型レーザ走査装置。 ４、レーザダイオード、光学手段、走査手段及びセンサ
   手段の間に延び、光学的整合を保持するように働くプリ
   ント回路盤を備えている、請求項１記載の再帰反射型レ
   ーザ走査装置。