JPH02288986A - 手持ち式レーザー走査装置 - 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、バーコード記号の読み取り装置、特にバーコ
ード記号の読み取り装置のだ狛の走査装置に関する。さ
らに１祥細に述べると、本発明は、バーコード読み取り
装置のための手持ち式の走査装置に関する。

〔従来技術〕

バーコード記号を読み取るための読み取り装置には、定
置式よ手４８ｊ＋　’！つ式とがある１３定置式の読め
取り装置は、固定的に配置され、読み取るた狛のバーコ
ード記号を有する物品を該読み取り装置の」二に持って
きて、読み取り窓に沿って動かすことにより読み取りが
行われる。手持ら式のバーコード記号読み取り装置は、
該装置を手で保持してバコード記号をもった物品に当て
、ハーニコード記号の読み取りを行う。

従来のバーコード読み取り装置のだ必の手持ち式の走査
装置は、走査ヘッドの先端を読み取るべきバーコード記
号に接触させることに６１こり読み取りを行う形式が主
である。この形式の走査装置には、読み取りのためのレ
ーザ光をバーコード記号の配列方向に振らせて走査を行
うものがあるが、走査ヘッドの先端がバーコード記号に
接触して置かれる場合には、レーザ光が確かにバーコー
ド記号に当たっ−Ｃいるかどうか、を（ｆｉｇ忍するこ
とができず、取り扱い操作が不便である。Ｊ、た、走査
ヘッドの先端がバーコード記号に接触することにより、
バーコード記号を汚したり傷゛つ（Ｊたすする恐れがあ
る。

実開昭５４−８７７５１号として公開された実願昭５２
１６０８８５号の第２図には、バーコード記号から離し
て保持しながら読み取りを行うように１−だ手持６式の
走査装置が開示されている。しかし、この装置でも、バ
ーコード記号上を該バーコード記号に沿って振らされる
レーザ光を視認する。−とができず、確実な読み取りを
保証できない、という問題がある。

〔発明が解決しようとする課題］ 本発明は、バーコード記号の読み取りのための手持ら式
走査装置であって、読み取られるハーコド記号から離し
て使用でき、バーコード記号上にレーザ光の軌跡が合致
しているかどうか、を読み取り中に視認でき、かつ使用
に非常に便利に構成されたバーコード読み取りのための
手持ら式走査装置を提供することを解決ずべき課題とす
る３゜１課題を解決するだめの手段〕 上記課題を解決するたｙ〕、本発明の走査装置において
は、走査ヘッドが輔ブノ向に向いた１詞部と該胴ｊ″Ｘ
１へに対し、で横方向にＱＩ〔ひるハンドル部とからな
るピストル型に構成される１、走査−＼ノドの胴１耶に
は軸方向に向いで開「１が形成され、走査ヘッド内には
、Ｌ／−ザ光７１＋ｉｉからのレーザ光を該開［−１か
ら射出するだめの光学手段が設（Ｊられる３、庄査パ・
、ット内には走査１段が設けられでレーザ光を繰り返１
゜メト査方向に振ら１１゛るように作用ずろ１．庄査ヘ
ッドには、ハンドル部苓杷持した丁、により模作１１１
ｉ丁能な。Ｌうにトリカー丁段か設けらイしる３、（’
ｌ：　ＪｌｆＪ　］ 水弁、ｌ！Ｉｌの走査装置は、走査へ・・ノドのハンド
ル部を手で把持して胴部の先端をバーコード記号に向け
、ハンドル部を把持した手によりトリガを走査すること
により、レーザ光をバーコード記号に向けて射出し、該
バーコード記号の走査を行うこＬができる。走査ヘッド
はピストル型に形成されているので、レーザ光の射出方
向をバーコー　ド記ひに向けてａ■いをつけることが非
常に容易であり、レーザ光を確実にバーコード記号に当
てることが可能になる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図について説明する。

１、　レーザー管走査機構 図面第１ないし２（及び１１図を参照する古、参照数字
１０により軽礒の手持ち型携帯用レーザ走査ヘッドが示
されている３、この走査ヘッドは）・−コ−ド記号を読
み取り、又は分析するためのレザー走査シスデム々！７
て用いられる。このコード記ひは５−れにより指示ず４
）物品の４Ｊｉ性を多数の数字で表わすためにデーコー
ド（解読）される種々の幅−ひ・間隔した線ＢＹからな
−６ている。最近使用される典型的な記号バーコードは
ユニバーザルプロダクトコード（ＵＰＣ）　、ＥＡＮ、
コーダハ（ｃｏｄａｂａｒ）及びコード３９である。

第１図を再び参照すると、携帯用レーザー走査ヘッド１
０は、ハンドル部１２及び胴部１４を有するピストル型
ハウジングを含んでいる。ハンドル部１２はそれが使用
者の手のひらに収まる程度の横断寸法及び外径寸法を有
する。胴部１４は取外し可能なコネクタ１６．１８によ
りハンドル部１４に連結されている。

ハンドル部及び胴部はいずれも合成樹脂、プラスチック
材料などの軽量で弾性及び耐衝撃性を有する材料からな
っている。プラスチックノ＼ウジングは射出成形により
作られるのが好ましいが、真空成形又は吹付は成形によ
っても得られる。このハウジングは薄い殻体からなり、
たとえば］、６４０　Ｃｌ１ｌ（１００ｉｎ３）以下の
容積を有する室を形成した中空体である。ヘッド１０の
全体積は１６４０ｃｎ！より十分率さいことが望ましく
、たとえば中空部の容積が８２０ｃｎｔ　（５０ｉｎ”
　）であるようにされる。

胴部１４はほぼ水平に軸方向に細長く延びており、両端
部２０，２２を有する。ハンドル部１２はやはり細長い
形状であり、胴部に対し横方向にある角度を以て連結さ
れる。取外し可能なコネクタ１６．１８は、ハンドル部
を胴部の下側においてその両端部２０．２２の中間位置
に取り付けるものである。この連結構造は、使用者がヘ
ッド１０をその胴部の下側から把持してヘッドをバラン
スよく取り扱えるように配慮したものである。

胴部１４の中空室内にはレーザー光線を発生するための
小型光源手段が取り付けられる。１つの好ましい実施例
において、この光源は同軸型のヘリウムネオンレーザ−
管２４からなり、このレーザー管は波長６３２．８ナノ
メータの赤色光を発生する。レーザー管は固くシールさ
れたアンパッケージ管である。このレーザー管は軽量（
すなわち約１７０　ｇ　（６ｏｚ、）未満、典型的には
約８５ｇ（３０ｏｚ、）　　まで）であって、長さが短
く　（約２０、３ｃｍ　（８ｉｎ、　）未満、典型的に
は約１２．７　ｃｍ（５ｉｎ、）程度）、その必要なり
Ｃ電力が小さい（すなわちアノード電圧がｌ１００Ｖ未
満、典型的には６５０Ｖ程度、アノード電流が４．５ｍ
Δ未満、典型的には４ｍＡ程度である）。さらにレーザ
ー管のファイヤー電圧は６ＫＶ未満、典型的には約３．
４ＫＶ（最大値）と小さく、したがって出力も約Ｑ、５
ｍＷ程度となり、１５００時間以」二の長寿命となる。

レーザー管２４はＴＥＭ　（口ｍｑ）モードにおいて光
線を発生ずる。この多元モード管はアノード２６の至近
において軸断面がほぼ円形のヒ゛−ムスポットを有する
レーザー光線を発生する。このレーザー光線はアノード
２６から約３．５ないし４ｍｒａｄの発散角で発散する
。

ストラップ３２．３４はそれぞれの両端にスプリングを
有し、レーザー管２４を支持板：３０に固定するために
その管の外周面に装着される。支持板は胴部に関し衝撃
を吸収できるようにコムノマンパー３６．３８を用いて
数例けられる。勃に、ノ＼ンパー３６はハウジングと、
支持板　３０の正面垂直フランジ部４０との間に取り伺
けられ、支持板及びその関連要素の前後水平移動を最小
にするものである。バンパー３８はハウジングと支持板
３０の水平後部との間に取り付けられ、支持板及びその
関連要素の上下移動を最小にするものである。

支持板３０に対向するレーザー管２４の下側は一対の互
いに隔たった溝付支持体４２．４４に支持される。各支
持体４２．４４は支持板３０にねじ込まれた調整ねじ素
子を有する。これらのねじ素子４６．４８は個々に操作
可能であり、これにより支持板に関するレーザー管の位
置を調整するとともに、レーザー光線を後に述べる小型
光学手段と正確に整列させることができる。

レーザー管２４にＤＣ電力を供給するだめのＤＣ電源５
０はハンドル部１２の内側室内に取り付けられる。この
ＤＣ電源素子５０は約６５．６　ｃｆｆｌ（４ｉｎ３．
）の体積を占めるとともに、約１７０ｇ（６ｏｚ、）の
重さを有する。この電源素子はノ＼ウジング内に配置さ
れる諸素子の中で最も重量の大きい素子であり、したが
ってハンドル部へこの重量素子の接地は、レーザー−＼
ラドの重心を下げて取り扱いやすいようにバランスよく
したものである１、第１４図に最もよく示す通り、電源
５（］は入力端子５２に低いＤＣ″、電圧、ずなわち］
、２ＶＤＣを加えるものである。この１２ＶＤＣは接続
ケーブル５８内に装備された非シールド型分離導線によ
り供給されるものである。電源５ｏはさらに出力端子５
４を有し、この端子からバラスト抵抗５５を介してレー
ザー光線２４のアノード２６に適当なアノード電圧及び
アノード電流を供給する５、バラスト抵抗５５は約１０
０にΩであり、２ｗの容量を有する。レーザー管２４の
カソード２８は接地される。

電源５０はさらに制御端子５６を有し、この端子は後に
詳述するようにトリガースイッチ６０及び制御回路に機
能的に接続される。制御端子５　（ｉにおける制御信号
の存在及び消滅は、出力弱１：了５４におい−Ｃアノー
ド電圧が発生するか否かを決定するものである。これら
杆々の端子５？、５４．５Ｇのだ約の電気接続は、説明
の便宜−ｊ−第１図から省略しである。

トリガスイッチ６０はハンドル部材１２に設けられ、該
ハンドル部１２を把持する手の指で模作することができ
る。このトリガスイッチ６０は、ハンドル部１２の近傍
で胴部１４に設けることもできる。

再び第１図を参照すると、レーザー光線は胴部内に取り
付けられた小型の光学手段に導かれる。

光学手段はレーザー光線を光学的に変調し、かつその変
調光をハウジングを通る光路に沿って導くように構成さ
れた光学素子列を含んでいる。レーザー光はハウジング
の端部２０における開１−１すなわち出１０孔６２から
ハウジング外に出射し、バーコード記号上に入射する。

このバーコード記号はハウジングの外部に配置された基
準面に近接して配置される。

第１図に示す例では、出口孔６２は胴部１４の先端に形
成されているが、この出口孔６２を胴部１４の後端ぶ付
近に形成した段部に開口させ、レーザーがこの出口孔６
２から胴部Ｉ４の上壁部８２の上方を通るように構成し
てもよい。

光学素子列はビーｌ、拡散用の凹レンズ６４及び対物凸
レンズ６Ｇを有し、これらのレンズは典型的にはｆ／６
ないしｆ／７の範囲にある「数をイ］する。光学素子列
を出るビーノ・のｆ数は、典型的にはｆ１５０ないしｆ
／６０の範囲にある。この多元モードレーザーのための
レンズパラメータの他の選択は焦点深度を２．５４ｃｍ
　（ｌｉｎ、　）以」貢こすることである。

すでに述べた通り、ビートスポットの直径はレザー管の
すぐ外側において約０．８９ｍｍ　（３５ミル）である
。ビーム拡散レンズ６４はビートスポットの直径を対象
物レンズ６６の部分で約６．３５ｍｍ（２５０ミル）に
拡大する。光学素子列はビームスポットが対物レンズ６
６から約２６０ｍｍ離れた基準面において０．１３−　
０．１８ｍｍ　（５〜７ミル）の大きさを有するように
レーザービームの焦点合わせをする。基準面における６
ミルのスポットライズは、標準作動間隔だけ基準面から
対物レンズに近い側または遠い側に偏−つだ位置でも維
持されるようにする。好ましい実施例においては、基準
面は胴部１４の端部２０から約２．５４ｃｍ（１インチ
）離れており、動作間隔は約２インチきする。したがっ
て６ミルのスポットサイズは基準面と１インチの間隔に
ある端部２０からさらに２．５４ｃｍ（１インチ）離れ
たところにおいても維持される３、バーコード記号はこ
の範囲のいかなる部分に配置されても正確に解読又は分
析されることができる。

光学素子列の凸レンズ及び凹レンズの焦点距離は特に多
元モードレーザービームを変調するように設計されてい
る。基準面におけるビームスポットはなお暗域を有する
が、不均一輝度特性はやや弱まっている。

元モードレーザー管を使用する場合には、光学素子列は
多元モードの場合に比してありふれたものであり、１ノ
ンズのｆ数は典型的にはｆ　／　１２０ないしｆ／２０
０の範囲にあり、５．０８〜７６２ａｍ（２〜３インチ
）の焦点深度を達成するものである。多元モードの場合
、レンズのｆ数はこれよりも小さいため、１インチ程度
の焦点深度を実現することができ、動作間隔を２．５４
ｃｍ（１インチ）以上、典型的には２インチ程度にする
こともできる。

小型走査手段は胴部の内側室内における光路中に取り伺
けられ、これによりレーザービームを周期的に掃引して
バーコード記号を横断させ、そこから反射させることが
できる。この走査手段は所定の方向（Ｘ軸）、すなわち
記号の長さに沿ってこれを掃引するだめの、少なくとも
１つの小型走査手段６８からなっている。しかしこのよ
うな走査手段に限る必要はなく、別の小型走査手段７０
により記号を横方向（Ｙ軸）、すなわち前記所定の方向
と直角な方向に沿って掃引することもできる。

種々の型の走査素子はいずれかの走査手段６８又は７０
のた必に用いられる。たとえばモータにより駆動される
小型の多角形素子が用いられ、さらに１９７８年５月３
１日付の米国特許願第９１１１７１号において開示され
た種々のバイモルフ走査振動素子を用いることかできる
。

どのような場合でもＸ軸走査手段６８及びＹ軸走査手段
７０は後に詳述する通り、胴部１４内に支持できるよう
な寸法及び重量を有するものである。これらの走査手段
６８．７０の動作については第４ないし１０図に関連し
て後述する。ここでは２つの走査手段６８．７０が往復
振動する出力軸７２．７４を有する走査モータであるこ
とに留意するべきである。光反射手段、すなわちミラー
７６．７８はそれぞれシャフト７２．７４上に支持され
て光路中に位置する。モータ制御手段は各モータを駆動
してそれらのシャフトが３６０°より小さい弧状路にお
いてコード円周方向に往復回転させるように作用するも
のである。典型的には弧状路の長さは垂直に関して約５
°である。当然乍らこれ以下の弧状長さも採用される。

ミラー上に入射したレーザー光線は少なくとも１秒間に
５回、典型的には約１００回の振動速度で急速に移動す
る。

小型走査手段は固定反射手段としてのミラー８０を有す
る。このミラーは支持板上に固定され、出力シャフト７
２の回転軸に関し約４５°の角度を有する。対物レンズ
６６から出た光線はこの固定ミラー８０に入射し、ここ
から水平面内において反射され、ミラー７６面に入射す
る。このミラ７６はシャフト７２に支持されており、シ
ャフト７２．７４の回転軸に関し約４５°の角度を有す
るものである。ミラー７６に入射する光は上向きに反射
されてミラー７８に入射する。このミラー７８はシャフ
ト７４上において４５°の角度で支持されている。ミラ
ー７８に入射する光は前向きに、すなわち胴部１４に沿
った長さ方向に反射される。この光線はレーザービーム
透過用の出口窓６２を通過する。

シャフト７２の往復振動はレーザー光線をバコード記号
に沿って長さ方向に移動させ、したがってＸ軸走査が形
成される。所望に応じてシャフト７４の往復振動がレー
ザー光線を記号の高さに沿って移動させ、これによりＹ
軸走査を形成することもできる。

Ｘ軸走査モータ６８のみが駆動されて、ミラー７６が均
一速度で駆動される場合には、レーザ光線は水平方向に
直線的に変位し、したがって基準面にはほぼ直線的な走
査線が形成される。同様にＹ軸走査モータ７０が駆動さ
れて、ミラー７８を均一速度で駆動する場合にはレーザ
ー光線が垂直方向に直線的に変位し、したがって基準面
にはラスター型の走査パターンが形成される。この走査
パターンは垂直方向に沿って１つ１つ束ねられる形のほ
ぼ平行な等間隔の走査線群からなっている。

胴部１４はそれぞれ端部２０の出口孔の上部及び下部に
配置された土壁部８２及び下側傾斜壁部８４を有する。

上壁部８２はほぼ平坦に形成されており、端部２０に近
接した部分には直立した突起等を持っていない。出口孔
は広く、あるいは狭くするように設計されている。レー
ザー光線は出口孔から上壁部の直下を通って出射する。

したがって土壁部８２はレーザー光線を標的としての記
号に正確に向かわせるための照準ガイドとなるものであ
る。使用者は、この照準ガイドによりヘッド１０のほぼ
背後位置から標的の記号にねらいをつける。−ヒ壁部８
２は突起等の障害物を持たないので、照準の妨げにはな
らない。−１−述した平坦な」二壁部　８２はハウジン
クとレーザー光線との間の可視的な干渉を避けるもので
ある。

ハウジングの内側室において、支持板３０の正面直立フ
ランジ４０には小型の検出手段が取りイ【１けられる。

この小型検出手段はホトマルチプライヤ−管又は）１′
４導体ホトダイオードなどのホト検出装置からなり、記
号から反射された光の強度を検出してその反射光強度を
指示するアナログ電気信号を発生するものである。

第１図に示す通り、反射された光はまず出口窓６２を通
り、さらに赤色レーザー光線用透過フィルタ９０を通り
、一対のホトダイオード８６．８８に入射する。これら
のホトダイオードはフランジ４０」二に互いに隔たって
取り付けられ、アナログ電気信号を発生する。ホトダイ
オードを１個でなく２個用いるのは視界を広げるためで
ある。

これら？個のダイオードの間隔は互いに相手の視界と重
なる部分を有する。走査手段の視界が約４インチであれ
ば、ホトダイオードは互いに２インチ離すことにより、
この視界を完全に捕捉することができる。

小型の信号処理手段９２　（第２図参照）は、胴部１４
の内側室内に取り（＝１けられ、検出手段から発生した
電気信号を処理するものである。この処理手段はレーザ
ー管２４の一方の側において支持板３０上に固定される
。処理手段はなるべくなら集積回路から構成され、アナ
ログ電気信号を処理してこれをデジタル化し７、データ
記述されたバコード記号を発生ずる。信号処理手段の１
つの好ましい例は米国特許第４．２５１．７９８号に開
示されている。

走査手段６８．７０のための制御回路９４　（第２図参
照）もまた、なるべくなら集積回路からなり、レーザー
管の他方の側に支持される。ホトダイオード８６．８８
、処理手段９２、及び走査手段６８．７０のための制御
回路９４に関する電気接続は説明の便宜−１−１第１な
いし３図からは省略する。制御回路の詳細な記述は第１
４図を参照して後に行なう。

−１−述したすべての素子、中でもレーザー管２４、電
源素子５０、レンズ６４．６６、走査モータ６８．７０
、ホトダイオード８６．８８、処理回路９２、制御回路
９４及び支持板３０はハンドル部２及びハウジングの胴
部１４とともに軽量の走査ヘッドを構成するものであり
、その全重量は１、１．３　ｋｇ　（２，５ポンド）を
越えないものである。

このように特定した１、　１３ｋｇ　（２，５ポンド）
の重量は一例であり、適当に変更することができる。

典型的な例を挙げると、約４５３〜９０７ｇ　（１〜２
ボンド）の重さが最も扱いやすく、後述する半導体レー
ザーダイオードの実施例においては約４５：３ｇ（１ポ
ンド）より軽いヘッドを実現することができる。

第１ないし３及び１１図に示されたポータプルヘッド１
（）は手持ち型ユニットであって、これは可撓性のかさ
ばらないケーブル５８によりレーザー走査システムの他
の要素に接続される。この残りの要素はデジタル信号解
読用コンピュータ回路やデータストア回路等を含むもの
であり、ある種の適用例においては電源５０及び制御回
路９４のだ約の制御電源が含まれる。これらのイ」前約
な回路要素はＡＣの壁コンセントに接続される卓」ニコ
ンソール内に取りイ」けることができ、第１１図の好ま
しい実施例においては使用者が着用する装具１００内に
絹み込まれる。この後者の場合、装具には再充電可能な
バッテリーのパックが取り付けられ、全システムの野外
携帯を支障なくできるようにしである。

使用者装具１００は肩掛式又はなるべくならベルト吊下
げ式（第１１図参照）からなり、これは使用者の腰に吊
下げられる。解読コンピュータ１、０２はこのベルトパ
ックに取付けられ信号処理手段９２によって発生したデ
ジタル信号を解読する働きをする。データストア回路　
１０４もまたベルトパックに取付けられ、これは解読さ
れた信号をストアする働きをする。このデータストア回
路１０４は基本的には持久性バブルメモリ手段のような
自蔵型メモリ装置又は磁気カセットあるいは揮発性半導
体読み書きメモリ手段からなっている。低電圧の再充電
可能なバッテリー電源１０６もまたベルトパックに取付
けられる。デコード回路１０２、データストア回路１０
４及びバッテリー１０６はベル）１００に分離して個々
に取付けられるかまたは約５．０８ｃｍＸ１０．１６ｃ
ｍＸ２５．４ｃｍ　（２ｉｎｘ　４　ｉｎｘ　１０　ｉ
ｎ）の大きさを有する単一のハウジング内に装備される
。このようにしてレーザー走査システムの全体が完全に
屋外携帯用及び一体型装置として構成される。

ケーブル５８は比較的断面が小さく軽量でかさばらず、
しかも可撓性を有するものである。したがって、ヘッド
１０を異なった標的記号に向けるどき容易にこれを維持
することができる。ケーブル５８は自由に種々の方向に
移動できることが特徴であり、使用者が操作のために過
大な労力を要しないようになっている。

■　高速走査モータ Ｘ軸走査モータ６８の構造及び機能上の詳細は第４〜第
１１図に示されている。これらの実体はＹ軸走査モータ
ー７０についても同様であり、したがって後者のモータ
ーについては繰返し説明することを省略する。

走査モーター６８はレーザー走査システムにおいてバー
コード記号を高速走査するだめの軽量で小型のレーザー
光線走査装置である。モータ６８は振動出力シャフト７
２を有する。このシャフト７２はベアリング１０８に軸
支されている。モータ６８は、更にシャフト７２に固定
されてこれと一体的に振動するミラー７６を有する。

モータ６８は、上部カップ型ステーターハウジング１１
０、及び下部カップ型ステーターハウジング１１２を有
する。ステーターコイル巻線１１４．１１６はそれぞれ
ステーターハウジング１１（）、１１２内に取付けられ
る。永久磁石型ロータ１２０はスタブシャフト１１８上
に支持される。このスタブシャフト１１８はシャフト７
２と同一線上に配置される。ロータはステータコイルに
より包囲され、出力シャフト７２に連動的に連結され、
これと一体的に振動するものである。

」一部ステータハウジング１１０は、互いに１８０°の
機械的変位を有する一対の極１２２．１２４を有する。

下部ステータハウジング１１２はやはり機械的に１８０
°変位した一対の極１２６．１２８を有する。上部の極
１２２ｊ２４は下部の極１２６．１２８から９０’離れ
ている。

永久磁石ロータ１２０は、各ステータコイル巻線により
定められた極の対数（すなわち一対）と同数だけ磁化さ
れる。

走査モータ６８の構造は単純なステップモータと類似で
あり、これはステータ巻線の極性が変わる毎に電気パル
スを不連続な機械的角度運動に変換するために用いられ
る。ステップモータの２個のステータコイルを交互に付
勢及び消勢することによりロータ極とステータ極との間
の磁気作用がロータを出力シャフトの全周３６０°の範
囲内で不連続な角度ステップにおいて回転させる。

モーター制御手段９４はステップモータとの対応におい
て、シャフト７２を振動させるように動作するものであ
る。この動作はまずシャフト７２を３６０°より小さい
弧状長さにふいて円周方向に駆動し、次に３６０°より
小さい弧状長さに方いて逆の円周方向に駆動し、このよ
うな周期運動を高速で行わせるものである。各弧状長さ
は典型的には垂直に関し約５°であるが、他の角度変位
も勿論採用することができる。振動速度は典型的には１
００ｃ、ｐ、ｓ、程度である。

モ〜り制御手段９４はステータ巻線の１つにほぼ一定の
低いレベルＤＣ電圧を加えるための参照手段１４０を有
する。例えばステータ巻線１１４には導体１３２を介し
て１２ＶのＤＣ信号が加えられる。モータ制御手段は更
に他のステータ巻線に時間的に変化する振幅を有する周
期電圧を加えるための可変手段１４２を含んでいる。例
えばステータ巻線１１６には導体１３４を介して三角電
圧波が加えられる。

第５．６及び７図において参照手段はステータコイル１
１４に一定の正のＤ　Ｃｉｉ　ＪＪＥを加えこれにより
ステータ極１２２．１２４をそれぞれＮ極及びＳ極とし
て励磁するものである。第５図において可変手段はステ
ータコイノ１Ｎ１６にゼロ電圧を加え、これによりロー
タの永久Ｎ極及び永久３極を図示の如くステータ極１２
２．１２４と整列させるようにする。第６図において可
変手段はコイル１１６の正のＤＣ電圧を加え、これによ
りステータ極１２６及び１２８をそれぞれＮ極及び８極
として励磁し、これに伴なって口・−りをコイル１１６
に加えた正の電圧振幅に応じた角度位置まで時計方向に
回転させる。第７図において可変手段はコイル１１６に
負のＤＣ電圧を加え、これによりステータ極　１２６及
び１２８をそれぞれＳ極及びＮ極として励磁し、その結
果ロータをコイル１１６に加えた電圧の負の振幅に応じ
た角度位置まで反時計方向に回転させる。

要約すれば、シャフト７２は周期電圧の振幅に対応する
角度位置までアナログ様式で移動する。

この運動角度は電圧の振幅に比例する。シャフト７２の
運動速度は周期電圧の変化速度に対応する値をとる。運
動の方向、すなわち時計方向か反時計方向かは周期電圧
の傾斜すなわち正の勾配か負の勾配かによって決定され
る。振動速度は周期波形の周波数に比例する。、−の振
動速度は少なくとも１秒間に５回であり、好ましい実施
例においては１秒間に約１００回振動する。

周期電圧の波形は鋸歯状波、正弦波又は三角波等何らか
の時間変化電圧である。周期的な駆動波形の場合、シャ
フトの速度は非直線的であり、実施例においてもンヤフ
トが第６及び７図の掃引制限位置に向うときは速度を低
下し、第５図の均衡位置に向うときは速度を上げるとい
う意味において正弦波状に変化するものである。

周期的な駆動電圧の振幅に関するシャフト位置の比較的
直線的な軌跡を達するために行われる調整はステータコ
イル１１４に加える一定のＤＣ電圧の振幅を予めセット
することであり、この調整は参照手段１４０を所定の値
にすることにより行われる。全ての振幅要素は共振周波
数により特（敷づけられる。走査モータ６８の場合、共
振周波数は可動構造の質量、及びステータ巻線により確
立される固定磁界（ずなわちスブリンク乗数）により決
定される。したがって、ステータコイル１１４に加える
ＤＣ電圧レベルを変化することによりシャフトの動作周
期を所望の値に調整することができる。

より直線的な軌跡を達成する別の方法は第８図に示した
帰還回路を用いることである。小型の走査モータは約２
８．３５ｇ（ｌｏｚ＞の重量を有し約２．５４０ｍＸ［
’１．６３５ｃｍ　（ｆｉｎ、　　ｘＯ，４ｉｎ）の体
積を占有する。走査モーターは約１万時間という長い動
作寿命を有する。これは後に述べる通り、しばしばイ亭
市させられ、るからである。

より直線的な軌跡を達成する更に別の方法は第９及び第
１０図に示ず閉ループ走査モータ制御回路を用いること
である。

第１４図を参照すると各小型走査モータ６８、′１０は
基準手段１４（）及び可変電圧手段１４２を有田る３、
更に制御回路９４にはシャッター手段１５０が装備され
、これはモータ６８．７０のいずれか、または双方の出
Ｉコシャフ）・を１つのシャッター位置に移動させるた
めのシャッター電圧を発生ずる。このシャッター位置へ
のシャフトの移動において、関連するミラーがレーザー
光線を出口孔６２から記号に向かわせないような位置に
移動するものである。

シャッター手段１５０は可変電圧手段に電気接続される
。一実施例において、シャッター手段１５０は駆動電圧
の振幅より大きい振幅を有する電圧を発生する。第６図
において破線で示すロタ１２０′はシャッター位置を示
している。この人きい振幅の電圧は出力シャフｈｔ実線
で示ず掃引制限位置が要求するより大きい角度範囲まで
皮付させる。この場合、関連するミラーは光路からはず
れて移動し、し７たがってレーザー光線の信号を遮断す
る。

別の好ま１．い実施例においで、シャッター手段は」−
述した掃引範囲の外側にミラーを移動させるような動作
をしない。すなわちシャッター手段は２１］ 反射光が出口孔を通過しないような掃引範囲内の位置へ
ミラーを移動させるように動作する。反射光はハウジン
グ自体の内側に収まるか、又はハウジング内に支持され
た黒体のような光吸収器に向けられる。

好ましい実施例において、可変電圧手段はミラーを移動
させることにより反射されたレーザー光線が、出口孔６
２における出口窓の長さより長い視界を横切るように掃
引されるようにする。実施例において出口窓の両側にお
けるハウジング壁はレーザー光線が出口窓の長さ以上の
全掃引範囲を通じて掃引されるとき、レーザー光線と交
差し、その信号を阻止する。この場合、シャッター位置
はミラーから反射されるレーザー光線が出口窓の長さを
越えて進行するようにそのミラーを位置づける。この場
合におけるシャッター位置は全掃弓範囲内にあるが、レ
ーザー光線は記号に到達することを阻止される。

このシャッター位置はモータの停止条件を表わすもので
ある。頻繁なモータの停止は後述する通りきわめて小さ
いデユーティ−サイクルを意味する。

■　対象物の検出 すでに述べた通り、走査手段は標的の記号を急速に、か
つ繰り返し走査する。正確な動作を行なわせるためには
多数の走査が一対象物のために行なわれるか、又は１回
の走査が多くの対象物のために行なわれるかを識別する
必要がある。走査されるべき各対象物をその回転におい
て検出する能力は好ましい解読を行なうために必要不可
欠なことである。

トリガー手段６０　（第１及び１０図参照）は走査手段
６８．７０を付勢して何回でも、すなわちこのトリガー
手段６０が付勢されるたび毎にバーコード記号を繰り返
し掃引させるために用いられる。トリガー手段６０は、
なるべくならハウジング上でその胴部及びハンドル部の
連結部に近接して取り付けられた手押し型スイッチから
なっている。このトリガースイッチ６０はハンドル部に
おいて使用者の人指し指で押圧する引き金スイッチとし
て配置される。このスイッチが押圧されるたびに走査手
段は記号を多数回、たとえば２００回程度掃引する。

デコード回路１０２が解読し、その記号が最初の走査に
おいて表われるか、又は２００回までの何回目かの走査
において表われるとき、このデコード回路はデコード信
号を発生してケーブル５８内の導体を介してヘッドに取
り付けた表示手段に供給し、この手段を付勢する。この
表示手段はブザー９８又は発光ダイオード９９あるいは
その両方によって構成される。ビーバー９８が音声を発
するか、又はダイオード９９が発光すると使用者はこれ
によって特定記号のための走査が終了したことを知る。

スイッチ　６０及び表示手段の作動はレーザー走査シス
テムに走査が開始及び終了した場合を識別させるもので
ある。トリガースイッチ６０は表示手段の作動前又は作
動後に解除されることができる。

表示手段の表示後において走査が終了するよ、機械的シ
ャッター回路１５０が出力シャフトをそれらのシャッタ
ー位置に移動させ、レーザー光線が出口孔から出射する
ことを阻止する。レーザー管２４はこの時点では遮断さ
れず、走査モータのみが遮断される。これは安全な構成
であるとともに、レーザー管及び走査モータの動作寿命
を長くするものである。

トリガースイッチ６０の付勢は先に遮断されたレーザー
管２４を付勢するものである。さらにトリガースイッチ
６０の付勢はタイマー手段１５２を付勢する。タイマー
手段１５２は５分間程度の所定の周期内において動作状
態を維持する。トリガースイッチ６０がこの５分間周期
内に付勢されなければ、レーザー管は自動的に遮断され
る。これは電源素子５０の制御端子５６に制御信号を送
ることにより達せられる。これにより１つの節電が行な
われる。又、トリガースイッチがこの時間周期内に押圧
されると、この時間周期が再開され、レーザー管が自動
遮断されるまで、さらに５分間待機する。この自動手段
はトリガースイッチが次の５分間に押圧されなかった場
合に生ずる。ヘラドにはあらゆる時点においてＩ／−ザ
ーのオン・オフ状態を指示するだめの別の発光ダイオー
ド９７（第１図参照）が取り伺けられる。

すでに述べた通り、トリガー手段６０の各イ」勢は複数
回の走査を開始するものであり、この走査はデコード回
路が解読動作を実行するまで行なわれ、そのときビーバ
ー９８又は発光ダイオード９９あるいはその双方に解読
信号が供給される。

これによる音声又は発光表示は使用者に繰り返し走査が
終了したこと、及び別の記号を走査できることを告げる
ものである。

解読動作が行なわれなかった場合には、トリガ手段はト
リガーのイ（１勢時点から一定の時間経過後においてこ
の繰り返し走査を終ｒするように働く。この所定の時間
周期は、典型的には３秒程度であり、これは使用者が対
象物を目視確８忍できるに十分な時間として選択される
。トリガースイッチが上記３秒間の経過前及び解読動作
が達成される前に解除されると、走査はやはり自動的に
終了する。

■■　　レーザーダイオード走査装置 レーザービーム発生手段としては、ここに述べたレーザ
ー管２４に限る必要はなく、たとえば第１２図に示すよ
うな半導体レーザーダイオード２００を用いることがで
きる。このレーダ−発射」−ドは連続波又はパルス型の
素ｒである。そしてこのレーザーダイオードはたとえば
セネラルメプトロニクスコーポレーション、レーザーダ
イオードインコーホレイテッド及びオブチカルインコー
ボレイシミ１ンシスデムズインコーボレイデッド等の、
種々の製造元から容易に購入することができる。

レーザ−ダイオード２００はヘッド１０内に取り伺けら
れる。１つの好ましい取付機構においては、ダイオード
２００はヘッド１０にねじ込まれた吸熱素子２０２上に
支持される。このダイオド２００はレーザ゛−管２４に
比較して小型軽量である。したがってレーザ−ダイオー
ドの使用は重量を１ポンドより小さくし、サイズを約８
１９ｅｌ−１１（５［１ｉｎ３）より小さくしたような
場合に特に適；）６ している。

さらに高電圧電源（すなわら６５０ＶＤＣ）及び低電圧
電源（ずなわａ１２ＶＤｃ）を必要としたレーザー管２
／Ｉに対し、このレーザーダイスート２００は低電圧（
ずなわら１．２ＶＤＣ）のみ４要する。この電圧電源５
０を除去することはさらに体積及び重量を小さくするの
に役立つ。

レーザーダイメート２００はほぼ矩形の空洞又はレーダ
ー発射絞り２０４を有し、その開口は約１×１０μＩＴ
Ｉ’の入きさにされる。発射されたレザー光線は、開口
２０４から外側に発敗り、−Ｃ１約１０°ないし２０°
又は４（）°ないし５０°の対称的な角ＪＵ’−範囲に
拡散する。レンズ系２０６は口径数が０．２５、総合倍
率が１０×ないし１５×、そＩｊｒｆ数が約ｆ／２とな
るように設泪されでいる。、走査１段及び１５□冗−処
理手段は簡略化のため第１２図からは省略する４、 矩形出口開口２　（）　４　苓設けた。ｌと１、−より
、ビｌ、スポットの軸断＋（ｊｉ　Ｉｉやはり矩形−１
／Ｓ又は長−円形、ヒな５缶、　）７にべ１面にお（ｊ
る細長いビー人スポットは約０．１５ｍｍＸ０．０２５
ｍｍ　（６ミル×１ミル）の大きさとなる。この細長い
スポットの長さ方向け走査されるべき記号の高さに沿っ
て整列する１、細長いスポットの幅、すなわち短径は走
査されるべき記号の長さに沿って整列する。。

矩形又は長円形ビームスポットによる走査は円形ビーム
スポットによる走査よりも好ましい。これは前者の細長
いスポットが記号上の明暗遷移領域を横切るときに、よ
り急激な振幅変化を有する電気信号を発生し、得るから
である。細長いスポットが記号上の暗線（ｄａｒｋ　１
ｉｎｅ）と並ぶと、このライン全体の高さに及ぶライン
幅の変化が平均律される。そして細長いスポットが次の
スペースに移動すると、明暗遷移は円形スポットの場合
に比較してより急激に表われる。このようなより大きい
分解能は印刷されたラインとスペースとの対比が貧弱な
場合における記−′の解読ミスを減少するもので′ある
。。

レンズ２０　Ｅｉは細長いスポラ）−苓記号のラインに
整列させて約１０°ないＬ　１５°の小さな傾きが許さ
れるように設計されている。

〔効果〕

以上を要約すると、本発明は、走査ヘッドが軸方向に向
いた胴部と該胴部に対して横方向に延びるハンドル部と
からなるピストル型に形成されているレーザ走査装置を
提供するものであって、この構成の特徴は、走査ヘッド
のハンドル部を手で把持して胴部の先端をバーコード記
号に向けて狙いをつけ、レーザー光をバーコード記号に
当てることができることにある。したがって、取り扱い
が容易であり、レーザー光の方向を確実にバーコード記
号に向けることが可能になる、という効果が達成できる
。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明によるレーザー管型レーザ走査ヘッド
の銃型実施例を示す側断面図、第２図は第１図の実施例
の上断面図、第３図はその正面図、第４図は本発明によ
る制御回路に接続された小型の高速走査モータの側断面
図、第５図は第４図のモータにおいてロータがその均衡
位置にある状態を示す略図、第６図はロータがその掃引
限界位置の一方に位置し、破線においてそのシャッター
位置を示す第５図と類似の略図、第７図はモータが前記
掃引限界位置の他方に位置した状態を示す第５図と類似
の略図、第８図は第４図のモータにおける出力軸速度を
変えるための帰還回路を示す図、第９図は本発明による
第４図のモータのための閉ループ型走査モータ制御回路
を示す図、第１０図は第９図のモータ制御回路の電気回
路図、第１１図は本発明によるレーザー走査ヘッドの第
１図の実施例を使用した完全野外携帯用レーザ走査シス
テムを示す略図、第１２図は本発明による携帯用レーザ
ー銃走査ヘッドの半導体レーザーダイオードによる実施
例を示す略図、第１３図は本発明において検査ステーシ
ョンとして利用されるレーザー走査ヘッドのブラケット
支持による箱型の実施例を示す略図、第１４図は本発明
による制御回路の電気回路図である。 １０．１０ａ・・・・・走査ヘッド、 １２・・・・・・ハンドル部、　　　１４・・・・・・
胴　部、２４・・・・・・レーザー管、　　　２６・・
・・・アノード、５０・・・・・・ＤＣ電源、　　　　
５８・・・・・・接続ケーブル、６８・・・・・・Ｘ軸
走査手段、　７０・・・・・・Ｙ軸走査手段、７２．７
４・・・・・・往復回路シャフト、８６．８８・・・・
・フォトダイオード、９２・・・・・・信号処理回路、 ９４・・・・・・モータ制御手段、 ９０・・・・・・レーサー　光透過フィルタ、６０・・
・・・・トリガースイッチ、 １、００・・・・・・使用者装具、 １０６・・・・・・バッテリー ２００・・・・・レーザーダイオード。 第 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 軸方向に延び前記軸方向に向いて開口が形成された胴部
   と前記胴部に対し横方向に延びるハンドル部とからなる
   ピストル型の手持ち式レーザー走査ヘッドと、前記ヘッ
   ド内に配置されたレーザー光源と、前記ヘッド内に配置
   され前記レーザー光源からのレーザー光を前記胴部の前
   記開口から射出して前記ヘッドの外部に該ヘッドから離
   れて置かれたバーコード記号に当てる光学手段と、前記
   ヘッドに支持され前記レーザー光をバーコード記号に対
   して走査方向に繰り返し振らせるための走査手段と、前
   記ヘッド内に設けられ前記バーコード記号により反射さ
   れた光を検出する検出手段と、前記検出手段からのバー
   コード記号を表す信号をデコードして前記バーコード記
   号を読み取るデコード手段と、前記ハンドル部を把持し
   た手により操作できるように前記走査ヘッドに設けられ
   少なくとも前記走査手段の作動を開始させるトリガ手段
   とからなり、前記ヘッドの前記ハンドル部を把持して前
   記胴部の先端を前記バーコード記号から間隔を持った位
   置で前記バーコード記号に向け前記トリガを操作するこ
   とにより、前記バーコード記号の走査を行うようになっ
   たことを特徴とする手持ち式レーザー走査装置。