JPH04260985A - 非レーザー式走査装置および方法 - Google Patents
非レーザー式走査装置および方法Info
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- JPH04260985A JPH04260985A JP3194013A JP19401391A JPH04260985A JP H04260985 A JPH04260985 A JP H04260985A JP 3194013 A JP3194013 A JP 3194013A JP 19401391 A JP19401391 A JP 19401391A JP H04260985 A JPH04260985 A JP H04260985A
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-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06K—GRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
- G06K7/00—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns
- G06K7/10—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation
- G06K7/10544—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation by scanning of the records by radiation in the optical part of the electromagnetic spectrum
- G06K7/10821—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation by scanning of the records by radiation in the optical part of the electromagnetic spectrum further details of bar or optical code scanning devices
- G06K7/10881—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation by scanning of the records by radiation in the optical part of the electromagnetic spectrum further details of bar or optical code scanning devices constructional details of hand-held scanners
-
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- G06K7/10—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06K—GRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
- G06K2207/00—Other aspects
- G06K2207/1013—Multi-focal
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、一般には記号、特にバ
ーコード記号を読み取るための電気光学式走査装置、よ
り詳細には光ビームおよび光センサの視野をスキャナの
ハウジングの外部の異なる平面に収束させる作用をする
非レーザー型スキャナに関するものである。
ーコード記号を読み取るための電気光学式走査装置、よ
り詳細には光ビームおよび光センサの視野をスキャナの
ハウジングの外部の異なる平面に収束させる作用をする
非レーザー型スキャナに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の技術として、たとえば Ｓｉｍｂ
ｏｌ Ｔｅｃｈｎｏｇｉｅｓ，Ｉｎｃ． の米国特許第
４，２５１，７９８ 号、同第４，３８７，２９７ 号
、同第４，４０９，４７０ 号、同第４，８０６，７４
２ 号、同第４，８２５，０５７ 号に開示されている
形式のレーザー型スキャナや非レーザー型スキャナを使
用して、バーコード記号、特に Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ
Ｐｒｏｄｕｃｔ Ｃｏｄｅ （ＵＰＣ）形式のバーコー
ド記号を読み取る方法が提案されている。
ｏｌ Ｔｅｃｈｎｏｇｉｅｓ，Ｉｎｃ． の米国特許第
４，２５１，７９８ 号、同第４，３８７，２９７ 号
、同第４，４０９，４７０ 号、同第４，８０６，７４
２ 号、同第４，８２５，０５７ 号に開示されている
形式のレーザー型スキャナや非レーザー型スキャナを使
用して、バーコード記号、特に Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ
Ｐｒｏｄｕｃｔ Ｃｏｄｅ （ＵＰＣ）形式のバーコー
ド記号を読み取る方法が提案されている。
【０００３】一般に、レーザー光源たとえばガスレーザ
ー管または半導体レーザーダイオードによって放射され
たレーザービームは、光学系により光学的に収束されて
、記号の上に円形のビームスポットを形成する。ビーム
スポットは走査機構により記号を横切って掃引され、記
号の上に走査パターンを描く。記号から反射されたレー
ザー光は、レーザー光源、光学系、走査機構と共に、ハ
ウジング内に設置された光検出器たとえばフォトダイオ
ードによって検出される。手持ち操作ができるように、
ハウジングに握り部分が付いているものが好ましい。
ー管または半導体レーザーダイオードによって放射され
たレーザービームは、光学系により光学的に収束されて
、記号の上に円形のビームスポットを形成する。ビーム
スポットは走査機構により記号を横切って掃引され、記
号の上に走査パターンを描く。記号から反射されたレー
ザー光は、レーザー光源、光学系、走査機構と共に、ハ
ウジング内に設置された光検出器たとえばフォトダイオ
ードによって検出される。手持ち操作ができるように、
ハウジングに握り部分が付いているものが好ましい。
【０００４】記号自体は、さまざまな幅のスペースと境
を接し、互いに間隔をおいて配置され、さまざまな幅を
有し、スペースとは異なる光反射特性を有する一連のバ
ーから成るコード化パターンである。寸法は、特定の用
途や記号密度に従って異なることがあるが、一般に小売
り商品を識別するため小売り業界において使用されてい
るＵＰＣ記号の各バーとスペースの寸法は、１／１００
０（１ミル）程度である。また、円形のビームスポット
の断面直径は６〜１０ミル程度である。
を接し、互いに間隔をおいて配置され、さまざまな幅を
有し、スペースとは異なる光反射特性を有する一連のバ
ーから成るコード化パターンである。寸法は、特定の用
途や記号密度に従って異なることがあるが、一般に小売
り商品を識別するため小売り業界において使用されてい
るＵＰＣ記号の各バーとスペースの寸法は、１／１００
０（１ミル）程度である。また、円形のビームスポット
の断面直径は６〜１０ミル程度である。
【０００５】従来のレーザー式スキャナは商業的にかな
りの成功を納めたが、スキャナのコストを下げることが
強く要請されている。レーザー装置は小サイズの非常に
強い光スポットを発生するので、特有の利点を有する。 しかし、レーザー光源は、たとえば発光ダイオード（Ｌ
ＥＤ）など、非レーザー光源に比べてかなりコストが高
い。少なくとも高価な、重量のある、複数の要素から成
る光学系に頼らずに、または電力損失なしに、ＬＥＤ光
源の非コリメート光線を数ミル程度の寸法のビームスポ
ットに収束させることは難しいので、非レーザー光源を
使用するには問題がある。ＬＥＤは、一般に、数ミリ程
度のスポットサイズに収束させることができるが、数ミ
ル程度の寸法のバーやスペースを読み取るのに、上記の
ような大きなサイズのビームスポットを使用すれば、ス
キャナの信号処理／復号回路網に大きな負担がかかる。 また、読み飛ばしや読み取りエラーも起こると思われる
。
りの成功を納めたが、スキャナのコストを下げることが
強く要請されている。レーザー装置は小サイズの非常に
強い光スポットを発生するので、特有の利点を有する。 しかし、レーザー光源は、たとえば発光ダイオード（Ｌ
ＥＤ）など、非レーザー光源に比べてかなりコストが高
い。少なくとも高価な、重量のある、複数の要素から成
る光学系に頼らずに、または電力損失なしに、ＬＥＤ光
源の非コリメート光線を数ミル程度の寸法のビームスポ
ットに収束させることは難しいので、非レーザー光源を
使用するには問題がある。ＬＥＤは、一般に、数ミリ程
度のスポットサイズに収束させることができるが、数ミ
ル程度の寸法のバーやスペースを読み取るのに、上記の
ような大きなサイズのビームスポットを使用すれば、ス
キャナの信号処理／復号回路網に大きな負担がかかる。 また、読み飛ばしや読み取りエラーも起こると思われる
。
【０００６】対照的に、レーザー式スキャナの場合には
、ビームスポットの寸法がバーやスペースと同程度のサ
イズであるので、信号処理／復号回路網に上記のような
負担がかからない。一般に、このようなレーザー式スキ
ャナ内のフォトダイオードは、ビームスポットを取り囲
んでいる、スポットと共通の平面内の大きな空間を見て
いる。
、ビームスポットの寸法がバーやスペースと同程度のサ
イズであるので、信号処理／復号回路網に上記のような
負担がかからない。一般に、このようなレーザー式スキ
ャナ内のフォトダイオードは、ビームスポットを取り囲
んでいる、スポットと共通の平面内の大きな空間を見て
いる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明の主目的は、改
良した電気光学式スキャナを提供することである。第２
の目的は、低コストの非レーザー式スキャナにおいて、
実用性および信頼性の向上、エラーのないこと、および
（または）コストの低減を図ることである。第３の目的
は、光ビームを収束させて走査スポットを形成し、かつ
フォトダイオードの視野を収束させて走査スポット内に
入る寸法の視検窓を形成する方法を提供することである
。第４の目的は、走査スポットと視検窓をスキャナハウ
ジングの外側の異なる平面内に置くための方法を提供す
ることである。第５の目的は、安価で、信頼性が高く、
構造が簡単で、未熟練の使用者でも操作できる走査装置
を提供することである。第６の目的は、オペレータの介
入なしに、変化する走査状態に自動的に適応する改良型
スキャナを提供することである。
良した電気光学式スキャナを提供することである。第２
の目的は、低コストの非レーザー式スキャナにおいて、
実用性および信頼性の向上、エラーのないこと、および
（または）コストの低減を図ることである。第３の目的
は、光ビームを収束させて走査スポットを形成し、かつ
フォトダイオードの視野を収束させて走査スポット内に
入る寸法の視検窓を形成する方法を提供することである
。第４の目的は、走査スポットと視検窓をスキャナハウ
ジングの外側の異なる平面内に置くための方法を提供す
ることである。第５の目的は、安価で、信頼性が高く、
構造が簡単で、未熟練の使用者でも操作できる走査装置
を提供することである。第６の目的は、オペレータの介
入なしに、変化する走査状態に自動的に適応する改良型
スキャナを提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】簡単に述べると、上記の
諸目的および後で明らかになるであろうその他の目的を
達成するため、本発明は、第１の実施例として、ＬＥＤ
光源を使用して記号を読み取る装置および方法を提供す
る。本装置は非レーザータイプの光ビームを発生する光
源たとえばＬＥＤを備えている。本装置は、さらに、光
ビームを収束させて装置の外部にある走査面に所定サイ
ズの走査スポットを形成する収束手段を備えている。走
査スポットは走査面に近い作業距離範囲内に置かれた記
号の上に置かれる。
諸目的および後で明らかになるであろうその他の目的を
達成するため、本発明は、第１の実施例として、ＬＥＤ
光源を使用して記号を読み取る装置および方法を提供す
る。本装置は非レーザータイプの光ビームを発生する光
源たとえばＬＥＤを備えている。本装置は、さらに、光
ビームを収束させて装置の外部にある走査面に所定サイ
ズの走査スポットを形成する収束手段を備えている。走
査スポットは走査面に近い作業距離範囲内に置かれた記
号の上に置かれる。
【０００９】本装置は、さらに、記号を横切って走査線
状に走査スポットを掃引する走査手段たとえばモーター
によって駆動されるミラーを備えている。光は記号から
あらゆる方向に反射される。記号から反射された光の少
なくとも戻り部分は装置に向かって逆向きに進行する。 この反射光の戻り部分は走査線にわたってさまざまな光
強度を有する。
状に走査スポットを掃引する走査手段たとえばモーター
によって駆動されるミラーを備えている。光は記号から
あらゆる方向に反射される。記号から反射された光の少
なくとも戻り部分は装置に向かって逆向きに進行する。 この反射光の戻り部分は走査線にわたってさまざまな光
強度を有する。
【００１０】装置内の光検出器たとえばフォトダイオー
ドは、視野にわたって反射光の戻り部分のさまざまな光
強度を検出する作用を行う。フォトダイオードは、検出
したさまざまな光強度を表す電気信号を発生する。信号
処理手段は電気信号を処理して、記号を表すデータを生
成する。
ドは、視野にわたって反射光の戻り部分のさまざまな光
強度を検出する作用を行う。フォトダイオードは、検出
したさまざまな光強度を表す電気信号を発生する。信号
処理手段は電気信号を処理して、記号を表すデータを生
成する。
【００１１】本発明の装置は、特徴の１つとして、視検
窓を像形成するための像形成手段を備えている。視検窓
は、走査スポットのサイズより小さく、走査面から離れ
た位置にある視検面に置かれる。この結果、フォトダイ
オードは視検窓を通して見ることが可能な走査スポット
の部分のみを見るので、装置は、光源としてＬＥＤを使
用することができ、そして読取り性能を損なわずに、比
較的大きなサイズ（数ミリ程度）の走査スポットを容認
することができる。視検窓は数ミル程度の寸法に形成さ
れるので、フォトダイオードは走査スポットの非常に小
さい中央部分のみを見る。したがって、本装置では、フ
ォトダイオードは走査スポットを取り囲む広い空間を見
ておらず、走査スポット内の非常に狭い空間を見ている
。
窓を像形成するための像形成手段を備えている。視検窓
は、走査スポットのサイズより小さく、走査面から離れ
た位置にある視検面に置かれる。この結果、フォトダイ
オードは視検窓を通して見ることが可能な走査スポット
の部分のみを見るので、装置は、光源としてＬＥＤを使
用することができ、そして読取り性能を損なわずに、比
較的大きなサイズ（数ミリ程度）の走査スポットを容認
することができる。視検窓は数ミル程度の寸法に形成さ
れるので、フォトダイオードは走査スポットの非常に小
さい中央部分のみを見る。したがって、本装置では、フ
ォトダイオードは走査スポットを取り囲む広い空間を見
ておらず、走査スポット内の非常に狭い空間を見ている
。
【００１２】好ましい実施例において、収束手段は、円
形の所定サイズの走査スポットを光学的に形成する作用
をする収束用ミラーを備えている。収束用ミラーは球形
の反射面を有するものが好ましい。
形の所定サイズの走査スポットを光学的に形成する作用
をする収束用ミラーを備えている。収束用ミラーは球形
の反射面を有するものが好ましい。
【００１３】また、像形成手段は、フォトダイオードの
センサ開口の近くにアパーチュアを有する絞り、または
非常に小形のフォトダイオードを備えている。反射光は
、絞りのアパーチュアを通過してフォトダイオードに達
する。すなわち、アパーチュアは、フォトダイオードの
感知範囲の境界を定める。
センサ開口の近くにアパーチュアを有する絞り、または
非常に小形のフォトダイオードを備えている。反射光は
、絞りのアパーチュアを通過してフォトダイオードに達
する。すなわち、アパーチュアは、フォトダイオードの
感知範囲の境界を定める。
【００１４】像形成手段は、さらに、像形成用ミラーを
備えている。像形成用ミラーは球形の反射面を有するも
のが好ましい。収束用ミラーと像形成用ミラーは、走査
手段によって記号を縦方向に横切って同時に動くように
装置に取り付けられていることが好ましい。走査手段は
揺動可能な走査要素を備えており、その上に、上記２つ
のミラーが軸のまわりに同時に動くように取り付けられ
ている。
備えている。像形成用ミラーは球形の反射面を有するも
のが好ましい。収束用ミラーと像形成用ミラーは、走査
手段によって記号を縦方向に横切って同時に動くように
装置に取り付けられていることが好ましい。走査手段は
揺動可能な走査要素を備えており、その上に、上記２つ
のミラーが軸のまわりに同時に動くように取り付けられ
ている。
【００１５】像形成用ミラーは、収束用ミラーの上に取
り付けられ、前記軸に対し角度的にずれている。好まし
い実施例においては、光ビームは第１光学軸に沿って導
かれる。また、センサ手段の視検窓は像形成手段によっ
て第２光学軸に沿って像形成される。前記第１光学軸と
第２光学軸のなす角度は像形成用ミラーと収束用ミラー
の間の角度のずれの２倍である。
り付けられ、前記軸に対し角度的にずれている。好まし
い実施例においては、光ビームは第１光学軸に沿って導
かれる。また、センサ手段の視検窓は像形成手段によっ
て第２光学軸に沿って像形成される。前記第１光学軸と
第２光学軸のなす角度は像形成用ミラーと収束用ミラー
の間の角度のずれの２倍である。
【００１６】手持ち操作ができるように、ハウジングに
握り部分を設けることができる。使用者は、手持ち式ハ
ウジングの前壁を読み取る記号に密着させて、あるいは
記号から縦方向に間隔をおいて、走査装置を記号に向け
ることができる。走査装置は密着して使用するように最
適化されている。このため、光路の大部分はハウジング
の中にある。一実施例においては、走査面と視検面は、
ハウジングの前壁またはその近くで、互いにずれている
。
握り部分を設けることができる。使用者は、手持ち式ハ
ウジングの前壁を読み取る記号に密着させて、あるいは
記号から縦方向に間隔をおいて、走査装置を記号に向け
ることができる。走査装置は密着して使用するように最
適化されている。このため、光路の大部分はハウジング
の中にある。一実施例においては、走査面と視検面は、
ハウジングの前壁またはその近くで、互いにずれている
。
【００１７】別の実施例においては、センサ手段は、そ
の有効範囲を増すため、それぞれがセンサ開口を有する
一対のフォトダイオードを備えることができる。この実
施例においては、像形成手段は一対の絞りを有する。各
絞りは、対応するセンサ開口の近くに配置されたアパー
チュア、またはセンサ開口を構成するアパーチュアを有
する。この実施例においては、像形成手段は、フォトダ
イオードの各視野を像形成して、ハウジングの外側の異
なる視検面に一対の視検窓を置く作用をする。好ましい
応用として、高密度の記号の復号には、「近距離」視検
面を使用し、低密度の記号の復号には、「遠距離」視検
面を使用することができる。
の有効範囲を増すため、それぞれがセンサ開口を有する
一対のフォトダイオードを備えることができる。この実
施例においては、像形成手段は一対の絞りを有する。各
絞りは、対応するセンサ開口の近くに配置されたアパー
チュア、またはセンサ開口を構成するアパーチュアを有
する。この実施例においては、像形成手段は、フォトダ
イオードの各視野を像形成して、ハウジングの外側の異
なる視検面に一対の視検窓を置く作用をする。好ましい
応用として、高密度の記号の復号には、「近距離」視検
面を使用し、低密度の記号の復号には、「遠距離」視検
面を使用することができる。
【００１８】上記実施例においては、特徴として、読み
取り中のバーコード記号のキャラクターが高密度または
低密度のバーコード記号であるかどうかが検査され、こ
の検査に応じて、信号処理回路網の帯域幅が変更される
。このように、処理回路網は各種のバーコードを読み取
るのに最も適した帯域幅を使用する。広帯域幅は多くの
雑音が処理回路網を通って伝播するのを許すので、高密
度のバーコードでは、必要な帯域幅のみを使用するよう
に帯域幅が狭められる。低密度のバーコードは、高密度
のバーコードほど信号処理回路網に広帯域幅を必要とし
ない。
取り中のバーコード記号のキャラクターが高密度または
低密度のバーコード記号であるかどうかが検査され、こ
の検査に応じて、信号処理回路網の帯域幅が変更される
。このように、処理回路網は各種のバーコードを読み取
るのに最も適した帯域幅を使用する。広帯域幅は多くの
雑音が処理回路網を通って伝播するのを許すので、高密
度のバーコードでは、必要な帯域幅のみを使用するよう
に帯域幅が狭められる。低密度のバーコードは、高密度
のバーコードほど信号処理回路網に広帯域幅を必要とし
ない。
【００１９】本装置においては、バーコード読取り装置
のコストを下げるため、機械的部品および電気的部品は
可能な限り削除されている。一実施例においては、使用
者がバーコードを読み取る準備が完了した時にスキャナ
をターンオンする別の方法を使用することにより、手持
ち式スキャナにおいて通常使用される引き金式スイッチ
が削除されている。使用者が手持ち式スキャナを持ち上
げると、動作センサがそれを検出して光源と走査モータ
ーをターンオンする。走査モーターと光源は、タイムア
ウト回路によって、または正しいバーコードの復号に応
じて、ターンオフすることができる。
のコストを下げるため、機械的部品および電気的部品は
可能な限り削除されている。一実施例においては、使用
者がバーコードを読み取る準備が完了した時にスキャナ
をターンオンする別の方法を使用することにより、手持
ち式スキャナにおいて通常使用される引き金式スイッチ
が削除されている。使用者が手持ち式スキャナを持ち上
げると、動作センサがそれを検出して光源と走査モータ
ーをターンオンする。走査モーターと光源は、タイムア
ウト回路によって、または正しいバーコードの復号に応
じて、ターンオフすることができる。
【００２０】本発明の本質と考えられる新規な諸特徴は
、特許請求の範囲に記載してある。添付図面を参照して
、以下の特定実施例についての詳細な説明を読まれれば
、発明の構成および使用方法のほか、上に述べた以外の
本発明の目的および利点も十分に理解されるであろう。
、特許請求の範囲に記載してある。添付図面を参照して
、以下の特定実施例についての詳細な説明を読まれれば
、発明の構成および使用方法のほか、上に述べた以外の
本発明の目的および利点も十分に理解されるであろう。
【００２１】
【実施例】図１に、記号を読み取るための走査装置を示
す。ここで使用する用語「記号」は、異なる光反射特性
を有する部分で構成された表示を包含するものとする。 表示は、好ましい事例として、どこでも見かけるＵＰＣ
バーコード記号、またはＣｏｄｅ ３９、Ｃｏｄｅａｂ
ａｒ、Ｉｎｔｅｒｌｅａｖｅｄ２ ｏｆ ５ など、
他のコードまたは他の文字であってもよい。
す。ここで使用する用語「記号」は、異なる光反射特性
を有する部分で構成された表示を包含するものとする。 表示は、好ましい事例として、どこでも見かけるＵＰＣ
バーコード記号、またはＣｏｄｅ ３９、Ｃｏｄｅａｂ
ａｒ、Ｉｎｔｅｒｌｅａｖｅｄ２ ｏｆ ５ など、
他のコードまたは他の文字であってもよい。
【００２２】図１の走査装置は、発光ダイオード（ＬＥ
Ｄ）など、非レーザー式光源１０を備えている。光源１
０は、非コーヒレント、非コリメート、広角の光ビーム
１１を発生する。この光ビーム１１は曲面ミラー１２に
よって焦平面１３の上に収束される。図２は、読み取ら
れるバーコード記号１４を示す。収束された光ビーム１
１によって生じた光スポット１５は、視検面内の記号１
４のバーまたはスペースの最小寸法１６よりかなり大き
いことに注目されたい。図１の走査装置は、光センサ１
７たとえばフォトダイオードを備えている。光ビーム１
１が当たった記号から反射された光は、小形の曲面ミラ
ー１８によって前記光センサ１７の検出面の上に集めら
れる。絞り１９は、を通過するものを除き、反射光が光
センサ１７に達するのを阻止する。このアパーチュア２
０は、サイズが約６×１６ミルの楕円形が好ましく、図
２に示すように、光センサの視野すなわち視検窓２１の
境界を定める。光センサ１７の視検窓２１は曲面ミラー
１８によって平面２２に像形成される。平面２２は、光
ビーム１１を収束する曲面ミラー１２によって生じた焦
平面１３から光軸方向に離れた位置にある。読み取る記
号１４は平面２２内に置かれるので、平面２２内のアパ
ーチュア２０の像は、記号の上に光センサの視検窓２１
を形成する。２つの曲面ミラー１２と１８の焦点距離は
、例示した実施例の場合は同じであるから、平面１３と
平面２２の間隔は、ミラーからの光源１０と光センサ１
７の間隔の差のためである。
Ｄ）など、非レーザー式光源１０を備えている。光源１
０は、非コーヒレント、非コリメート、広角の光ビーム
１１を発生する。この光ビーム１１は曲面ミラー１２に
よって焦平面１３の上に収束される。図２は、読み取ら
れるバーコード記号１４を示す。収束された光ビーム１
１によって生じた光スポット１５は、視検面内の記号１
４のバーまたはスペースの最小寸法１６よりかなり大き
いことに注目されたい。図１の走査装置は、光センサ１
７たとえばフォトダイオードを備えている。光ビーム１
１が当たった記号から反射された光は、小形の曲面ミラ
ー１８によって前記光センサ１７の検出面の上に集めら
れる。絞り１９は、を通過するものを除き、反射光が光
センサ１７に達するのを阻止する。このアパーチュア２
０は、サイズが約６×１６ミルの楕円形が好ましく、図
２に示すように、光センサの視野すなわち視検窓２１の
境界を定める。光センサ１７の視検窓２１は曲面ミラー
１８によって平面２２に像形成される。平面２２は、光
ビーム１１を収束する曲面ミラー１２によって生じた焦
平面１３から光軸方向に離れた位置にある。読み取る記
号１４は平面２２内に置かれるので、平面２２内のアパ
ーチュア２０の像は、記号の上に光センサの視検窓２１
を形成する。２つの曲面ミラー１２と１８の焦点距離は
、例示した実施例の場合は同じであるから、平面１３と
平面２２の間隔は、ミラーからの光源１０と光センサ１
７の間隔の差のためである。
【００２３】図３および図４に示すように、ミラー１２
，１８はモーター２３によって駆動され、スポット１５
と視検窓２１を平面２２内の記号１４を横切って走査線
２４に沿って動かす。小形のミラー１８は大形のミラー
１２の上に配置されており、ミラー１８の中心軸はミラ
ー１２の中心軸に対し角度αだけ角度的にずらしてある
。光源１０の光軸は、光センサ１７の光軸に対し角度β
だけ角度的にずれている。角度αは角度βの１／２であ
る。
，１８はモーター２３によって駆動され、スポット１５
と視検窓２１を平面２２内の記号１４を横切って走査線
２４に沿って動かす。小形のミラー１８は大形のミラー
１２の上に配置されており、ミラー１８の中心軸はミラ
ー１２の中心軸に対し角度αだけ角度的にずらしてある
。光源１０の光軸は、光センサ１７の光軸に対し角度β
だけ角度的にずれている。角度αは角度βの１／２であ
る。
【００２４】光ビーム１１から生じた走査スポット１５
は、光センサ１７の視検窓２１よりかなり大きいので、
光ビームで照明されたほんの一部分だけが検出される。 もちろん、反射光のわずかな部分だけが光センサに達す
る。一般に、ＬＥＤが発生する光ビームの強度はレーザ
ー光源のそれよりも弱い。したがって、スポット１５内
の光の強度が十分に大きくなるように、より多くのＬＥ
Ｄの光を走査面の上に収束させるため、ミラー１２のサ
イズは大きいことが大切である。典型的なレーザースキ
ャナの構造は図１および図２の構造とは正反対であるこ
とに留意されたい。すなわち、レーザースキャナの場合
には、鮮明に焦点に集められた明るいレーザービームが
バーコードパターンの最小寸法１６と同程度のスポット
を形成し、そして使用される光センサの視野はレーザー
ビームスポットよりかなり大きな。対照的に、ＬＥＤス
キャナの場合には、光ビームによって形成される光スポ
ット１５が大きく、光センサの視検窓２１が小さい。
は、光センサ１７の視検窓２１よりかなり大きいので、
光ビームで照明されたほんの一部分だけが検出される。 もちろん、反射光のわずかな部分だけが光センサに達す
る。一般に、ＬＥＤが発生する光ビームの強度はレーザ
ー光源のそれよりも弱い。したがって、スポット１５内
の光の強度が十分に大きくなるように、より多くのＬＥ
Ｄの光を走査面の上に収束させるため、ミラー１２のサ
イズは大きいことが大切である。典型的なレーザースキ
ャナの構造は図１および図２の構造とは正反対であるこ
とに留意されたい。すなわち、レーザースキャナの場合
には、鮮明に焦点に集められた明るいレーザービームが
バーコードパターンの最小寸法１６と同程度のスポット
を形成し、そして使用される光センサの視野はレーザー
ビームスポットよりかなり大きな。対照的に、ＬＥＤス
キャナの場合には、光ビームによって形成される光スポ
ット１５が大きく、光センサの視検窓２１が小さい。
【００２５】本発明の一実施例においては、図５に示す
ように、銃把部２６と銃身部２７をもつ手持ち式ガンタ
イプのハウジング２５の中に、図１〜図３に示した走査
装置が設けられている。この実施例の場合には、走査装
置は密着式バーコードスキャナで、読取りの際、ハウジ
ングの前端はバーコード記号１４のある包装の表面に密
着している。ハウジング２５の銃身部２７の前端の窓２
８を、出ていくＬＥＤ光ビーム１１と、記号から反射さ
れて戻ってくる反射光が通過する。読取りの際、この窓
２８は、バーコード記号１４のある包装の表面２９に密
着されるか、または非常に近接した位置に置かれる。実
際の窓部材は省略してもよいし（すなわち、ハウジング
に設けられた孔だけでもよい）、窓２８をハウジング２
５の前端より一定の距離たとえば１／２インチだけ内側
に設けてもよい。この場合の間隔は、窓が擦傷するのを
防止するためである。
ように、銃把部２６と銃身部２７をもつ手持ち式ガンタ
イプのハウジング２５の中に、図１〜図３に示した走査
装置が設けられている。この実施例の場合には、走査装
置は密着式バーコードスキャナで、読取りの際、ハウジ
ングの前端はバーコード記号１４のある包装の表面に密
着している。ハウジング２５の銃身部２７の前端の窓２
８を、出ていくＬＥＤ光ビーム１１と、記号から反射さ
れて戻ってくる反射光が通過する。読取りの際、この窓
２８は、バーコード記号１４のある包装の表面２９に密
着されるか、または非常に近接した位置に置かれる。実
際の窓部材は省略してもよいし（すなわち、ハウジング
に設けられた孔だけでもよい）、窓２８をハウジング２
５の前端より一定の距離たとえば１／２インチだけ内側
に設けてもよい。この場合の間隔は、窓が擦傷するのを
防止するためである。
【００２６】光センサ１７は、銃身部２７の前端の近く
に、窓２８から垂直方向にずれた位置にあるので、アパ
ーチュア２０の像平面２２は光センサ１７の平面とほぼ
同じ平面内にあることがわかる。ミラー１２，１８と駆
動モーター２３は銃身部２７の後端に配置されている。 光センサ１７が発生した電気信号の処理に使用される回
路網と、装置に必要な他の制御回路網は、銃把部２６内
の回路基板３０上に設けられている。図５の装置は光源
１０およびモーター２３へ供給する電圧のほか、処理し
たバーコードデータを送る導線の入った電気ケーブル３
１で端末またはベースステーションに接続されている。 上記の代わりに、ＲＦリンクを使用して信号をベースス
テーションへ転送することができる。この場合には、ハ
ウジング２５内、たとえば銃把部内にバッテリが装備さ
れる。いたがって、いずれにせよ、コンパクトで、軽量
な、手持ち式走査装置が得られる。
に、窓２８から垂直方向にずれた位置にあるので、アパ
ーチュア２０の像平面２２は光センサ１７の平面とほぼ
同じ平面内にあることがわかる。ミラー１２，１８と駆
動モーター２３は銃身部２７の後端に配置されている。 光センサ１７が発生した電気信号の処理に使用される回
路網と、装置に必要な他の制御回路網は、銃把部２６内
の回路基板３０上に設けられている。図５の装置は光源
１０およびモーター２３へ供給する電圧のほか、処理し
たバーコードデータを送る導線の入った電気ケーブル３
１で端末またはベースステーションに接続されている。 上記の代わりに、ＲＦリンクを使用して信号をベースス
テーションへ転送することができる。この場合には、ハ
ウジング２５内、たとえば銃把部内にバッテリが装備さ
れる。いたがって、いずれにせよ、コンパクトで、軽量
な、手持ち式走査装置が得られる。
【００２７】図６は、好ましいディジタイザ、すなわち
光センサ１７が発生したアナログ信号からバーコードを
表すディジタル信号を与える回路を示す。光センサ１７
は、バーコードを走査して得た電気信号を処理する回路
網に接続されている。図６の回路内のいろいろな箇所に
現れる信号を、図７に示す。
光センサ１７が発生したアナログ信号からバーコードを
表すディジタル信号を与える回路を示す。光センサ１７
は、バーコードを走査して得た電気信号を処理する回路
網に接続されている。図６の回路内のいろいろな箇所に
現れる信号を、図７に示す。
【００２８】図７の（ａ）は、光センサ１７が電流電圧
コンバータ３２へ送る原始アナログ信号を示す。コンバ
ータ３２は発生した電圧を微分器３３へ送る。微分器３
３は変換されたアナログ信号の一次導関数を生成し、こ
の一次導関数信号を増幅器３４へ送る。増幅器３４は一
次導関数信号を増幅し、濾波する。図７の（ｂ）の実線
はこの増幅され濾波された（そして反転された）一次導
関数信号を示す。上記の信号が反転されるのは、コンバ
ータ３２、微分器３３および増幅器３４が、それぞれの
反転入力端に入力信号を受け取るからである。
コンバータ３２へ送る原始アナログ信号を示す。コンバ
ータ３２は発生した電圧を微分器３３へ送る。微分器３
３は変換されたアナログ信号の一次導関数を生成し、こ
の一次導関数信号を増幅器３４へ送る。増幅器３４は一
次導関数信号を増幅し、濾波する。図７の（ｂ）の実線
はこの増幅され濾波された（そして反転された）一次導
関数信号を示す。上記の信号が反転されるのは、コンバ
ータ３２、微分器３３および増幅器３４が、それぞれの
反転入力端に入力信号を受け取るからである。
【００２９】増幅され濾波された一次導関数信号は、４
つの要素、すなわち遅延要素３５、ピーク探知比較器３
６、偽遷移ゲート比較器３７および限界しきい値回路３
８へ送られる。図７の（ｂ）の点線は、遅延された一次
導関数信号を示す。増幅された一次導関数信号と遅延さ
れた一次導関数信号は、ピーク探知比較器３６の反転入
力端と非反転入力端にそれぞれ受け取られる。図７の（
ｂ）に示すように、これらの２つの信号が交差する、す
なわち等しくなる時点が存在する。これらが交差する時
点で、ピーク探知比較器３６の出力の状態が変わる。 図７の（ｃ）はピーク探知比較器３６の出力を示す。ピ
ーク探知比較器３６は、この出力信号をラッチ比較器３
９へ送る。
つの要素、すなわち遅延要素３５、ピーク探知比較器３
６、偽遷移ゲート比較器３７および限界しきい値回路３
８へ送られる。図７の（ｂ）の点線は、遅延された一次
導関数信号を示す。増幅された一次導関数信号と遅延さ
れた一次導関数信号は、ピーク探知比較器３６の反転入
力端と非反転入力端にそれぞれ受け取られる。図７の（
ｂ）に示すように、これらの２つの信号が交差する、す
なわち等しくなる時点が存在する。これらが交差する時
点で、ピーク探知比較器３６の出力の状態が変わる。 図７の（ｃ）はピーク探知比較器３６の出力を示す。ピ
ーク探知比較器３６は、この出力信号をラッチ比較器３
９へ送る。
【００３０】偽遷移ゲート比較器３７も、反転入力端に
、増幅された一次導関数信号を受け取る。比較器３７の
非反転入力端には、帰還信号が送られる。図７の（ｄ）
は、偽遷移ゲート比較器３７の出力を示す。ピーク探知
比較器３６が最後に状態を変えた後に偽遷移ゲート比較
器３７が状態を変えた場合には、ラッチ比較器３９が状
態を変えるであろう。言い換えると、ラッチ比較器３９
は、ゲート比較器の遷移の後、ピーク探知比較器３６の
最初の遷移のとき状態を変えるだけである。このように
、雑音がピーク探知比較器３６の出力に偽りの遷移を生
じさせることがあっても、偽遷移ゲート比較器３７をト
リップするほど大きくない限り、ラッチ比較器３９の出
力に偽りの遷移は生じない。
、増幅された一次導関数信号を受け取る。比較器３７の
非反転入力端には、帰還信号が送られる。図７の（ｄ）
は、偽遷移ゲート比較器３７の出力を示す。ピーク探知
比較器３６が最後に状態を変えた後に偽遷移ゲート比較
器３７が状態を変えた場合には、ラッチ比較器３９が状
態を変えるであろう。言い換えると、ラッチ比較器３９
は、ゲート比較器の遷移の後、ピーク探知比較器３６の
最初の遷移のとき状態を変えるだけである。このように
、雑音がピーク探知比較器３６の出力に偽りの遷移を生
じさせることがあっても、偽遷移ゲート比較器３７をト
リップするほど大きくない限り、ラッチ比較器３９の出
力に偽りの遷移は生じない。
【００３１】ラッチ比較器３９の出力はトランジスタ４
０を介して出力端４１へ送られる。図７の（ｅ）は、出
力端４１における信号を示す。また、アナログ接地が必
要な回路内の各点に対しては、補助回路４３がこの接地
を実現する。
０を介して出力端４１へ送られる。図７の（ｅ）は、出
力端４１における信号を示す。また、アナログ接地が必
要な回路内の各点に対しては、補助回路４３がこの接地
を実現する。
【００３２】ゲート比較器３７がトリップするレベルは
、与えられた正帰還の結果生じるヒステリシスの量によ
って決まる。このレベルは、予測される最小の信号ピー
クより少し低く、通常の雑音レベルより高く設定される
。他方、最大のディジタル化精度を確保するため、ピー
ク探知比較器３６には最小のヒステリシスが与えられる
。
、与えられた正帰還の結果生じるヒステリシスの量によ
って決まる。このレベルは、予測される最小の信号ピー
クより少し低く、通常の雑音レベルより高く設定される
。他方、最大のディジタル化精度を確保するため、ピー
ク探知比較器３６には最小のヒステリシスが与えられる
。
【００３３】限界しきい値回路３８で設定される限界し
きい値は、零以下の一定の直流電圧にあるように設定さ
れる。限界しきい値回路３８は、しきい値を越える連続
パルス列が存在する限りタイムアウトしない再トリガー
可能なワンショットマルチバイブレータに類似する作用
をする。パルスがタイムアウトするほど長くストップす
ると、ディジタル化バー出力は白（スペース）状態へ強
制的に戻される。図７の（ｆ）は、限界しきい値回路３
８の出力を示す。この限界しきい値回路３８は、限界す
なわちバーコードの両端より外側の領域における雑音排
除性を高める働きをする。
きい値は、零以下の一定の直流電圧にあるように設定さ
れる。限界しきい値回路３８は、しきい値を越える連続
パルス列が存在する限りタイムアウトしない再トリガー
可能なワンショットマルチバイブレータに類似する作用
をする。パルスがタイムアウトするほど長くストップす
ると、ディジタル化バー出力は白（スペース）状態へ強
制的に戻される。図７の（ｆ）は、限界しきい値回路３
８の出力を示す。この限界しきい値回路３８は、限界す
なわちバーコードの両端より外側の領域における雑音排
除性を高める働きをする。
【００３４】図８は、走査モーター２３をターンオンお
よびターンオフする回路を示す。通常は、バーコード記
号を読み取る準備が完了したとき手動で走査動作を開始
することができるように、手持ち式スキャナの銃把部に
引き金式スイッチが設けられる。しかし、本走査装置に
おいては、部品の数および組立の時間を減らして、コス
トを下げ、しかも信頼性を高めるために、使用者が走査
装置を持ち上げると、それに応じて走査装置をターンオ
ンする回路を用いることにより、前述の機械的引き金式
スイッチを省いている。このため、運動検出機構が装置
の動きを検出する。使用者が装置をカウンタの上に置い
たとき検出された加速度信号は、走査モーター２３およ
びＬＥＤ光源１０をターンオフするために使用され（タ
イムアウト装置と同様）、装置を持ち上げたとき検出さ
れた加速度信号は、装置の動作を開始させるために使用
される。
よびターンオフする回路を示す。通常は、バーコード記
号を読み取る準備が完了したとき手動で走査動作を開始
することができるように、手持ち式スキャナの銃把部に
引き金式スイッチが設けられる。しかし、本走査装置に
おいては、部品の数および組立の時間を減らして、コス
トを下げ、しかも信頼性を高めるために、使用者が走査
装置を持ち上げると、それに応じて走査装置をターンオ
ンする回路を用いることにより、前述の機械的引き金式
スイッチを省いている。このため、運動検出機構が装置
の動きを検出する。使用者が装置をカウンタの上に置い
たとき検出された加速度信号は、走査モーター２３およ
びＬＥＤ光源１０をターンオフするために使用され（タ
イムアウト装置と同様）、装置を持ち上げたとき検出さ
れた加速度信号は、装置の動作を開始させるために使用
される。
【００３５】このために、モーター２３のコイル５０は
ＦＥＴスイッチ５１を介して電源５２に直列に接続され
ており、ＦＥＴスイッチ５１がターンオンされたときだ
けモーター２３に電圧が加わる。コイル５０にかかる電
圧は、検出器５３によって検出される。しかし、モータ
ーコイルに電圧が加えられていないときは、コイルを通
過するローターの動きによりコイルに小電圧が誘起され
るので、モーター軸のどんな動きも感知することができ
る。ミラー１２，１８はモーター軸と共に回転自在に支
持されているので、モーターコイル５０に電圧が加えら
れていないときは、装置が少し動いても、ミラーが動く
であろう。検出器５３からの出力５４は制御器５５に加
えられ、制御器５５の出力５６は、モーターをターンオ
ンまたはターンオフさせるためＦＥＴスイッチ５１のゲ
ートに加えられる。制御器５５は、たとえば Ｉｎｔｅ
ｌ ８０３１ 形式のマイクロコントローラでもよいし
、あるいは図６の出力端４１のディジタル化バーコード
信号を評価するため使用される制御器でもよい。制御器
５５の出力５７は、さらに、ＬＥＤ光源１０を起動させ
るために使用される。また、正しいバーコードが復号さ
れたとき、制御器５５の出力を用いて指示ランプ５８（
または警報機）を起動させることにより、作業が終わっ
たことを使用者に知らせることもできる。また、制御器
５５は、いろいろなタイムアウト期間をカウントダウン
するために使用するタイミングレジスタを内蔵すること
ができる。 たとえば、検出器５３で開始されたターンオンから一定
の期間後や、正しいバーコードが識別された後、走査モ
ーターと光源を自動的に停止させることができる。使用
者がハウジング２５を手にして他のバーコードを読み取
ろうとしているとき、もしタイムアウト回路により装置
がターンオフされても、装置を次のバーコード記号に向
ければ、装置は再びターンオンされるであろう。
ＦＥＴスイッチ５１を介して電源５２に直列に接続され
ており、ＦＥＴスイッチ５１がターンオンされたときだ
けモーター２３に電圧が加わる。コイル５０にかかる電
圧は、検出器５３によって検出される。しかし、モータ
ーコイルに電圧が加えられていないときは、コイルを通
過するローターの動きによりコイルに小電圧が誘起され
るので、モーター軸のどんな動きも感知することができ
る。ミラー１２，１８はモーター軸と共に回転自在に支
持されているので、モーターコイル５０に電圧が加えら
れていないときは、装置が少し動いても、ミラーが動く
であろう。検出器５３からの出力５４は制御器５５に加
えられ、制御器５５の出力５６は、モーターをターンオ
ンまたはターンオフさせるためＦＥＴスイッチ５１のゲ
ートに加えられる。制御器５５は、たとえば Ｉｎｔｅ
ｌ ８０３１ 形式のマイクロコントローラでもよいし
、あるいは図６の出力端４１のディジタル化バーコード
信号を評価するため使用される制御器でもよい。制御器
５５の出力５７は、さらに、ＬＥＤ光源１０を起動させ
るために使用される。また、正しいバーコードが復号さ
れたとき、制御器５５の出力を用いて指示ランプ５８（
または警報機）を起動させることにより、作業が終わっ
たことを使用者に知らせることもできる。また、制御器
５５は、いろいろなタイムアウト期間をカウントダウン
するために使用するタイミングレジスタを内蔵すること
ができる。 たとえば、検出器５３で開始されたターンオンから一定
の期間後や、正しいバーコードが識別された後、走査モ
ーターと光源を自動的に停止させることができる。使用
者がハウジング２５を手にして他のバーコードを読み取
ろうとしているとき、もしタイムアウト回路により装置
がターンオフされても、装置を次のバーコード記号に向
ければ、装置は再びターンオンされるであろう。
【００３６】走査装置は、図５に示した密着式でなく、
米国特許第４，３８７，２９７ 号、同第４，４０９，
４７０ 号および同第４，８１６，６６０ 号に記載さ
れているように、読み取る記号から数インチ以上離して
保持する形式のものでもよい。また、ハウジング２５は
、カウンタ面または同様な支持面上に設けられた、上向
き走査方式、下向走査方式、または側面走査方式で使用
される自立型ワークステーションに組み入れることがで
きる。また、走査ヘッドは固定式または可調整式マウン
トに組み入れることができる。
米国特許第４，３８７，２９７ 号、同第４，４０９，
４７０ 号および同第４，８１６，６６０ 号に記載さ
れているように、読み取る記号から数インチ以上離して
保持する形式のものでもよい。また、ハウジング２５は
、カウンタ面または同様な支持面上に設けられた、上向
き走査方式、下向走査方式、または側面走査方式で使用
される自立型ワークステーションに組み入れることがで
きる。また、走査ヘッドは固定式または可調整式マウン
トに組み入れることができる。
【００３７】モーター２３の出力軸６０に取り付けられ
た揺動ミラー１２，１８を含む走査機構は、記号１４を
横切って走査スポット１５を走査線状に掃引する作用を
する。走査機構は、米国特許第４，３８７，３９７ 号
に記載されている形式の高速走査モーターであることが
好ましい。 本出願の目的には、走査モーター２３の出力軸６０に収
束用ミラー１２が固定されていることを指摘すれば十分
であると考える。モーター２３は、出力軸６０およびミ
ラー１２を駆動して、軸線のまわりに両円周方向に所望
の円弧長（一般には、 ３６０°よりかなり小さく、図
１および図５の実施例では約 ３２ °の角度を使用し
ている）にわたり毎秒数回程度の割合で揺動させる。好
ましい実施例において、収束用ミラー１２と出力軸６０
は、走査スポット１５が走査面２２内で約 ３２ °の
角距離すなちわ円弧長にわたり長手方向に記号１４を横
切って走査線２４内で毎秒約 ２０ 〜 ４０ 回の割
合で反復して掃引されるように、一緒に揺動される。
た揺動ミラー１２，１８を含む走査機構は、記号１４を
横切って走査スポット１５を走査線状に掃引する作用を
する。走査機構は、米国特許第４，３８７，３９７ 号
に記載されている形式の高速走査モーターであることが
好ましい。 本出願の目的には、走査モーター２３の出力軸６０に収
束用ミラー１２が固定されていることを指摘すれば十分
であると考える。モーター２３は、出力軸６０およびミ
ラー１２を駆動して、軸線のまわりに両円周方向に所望
の円弧長（一般には、 ３６０°よりかなり小さく、図
１および図５の実施例では約 ３２ °の角度を使用し
ている）にわたり毎秒数回程度の割合で揺動させる。好
ましい実施例において、収束用ミラー１２と出力軸６０
は、走査スポット１５が走査面２２内で約 ３２ °の
角距離すなちわ円弧長にわたり長手方向に記号１４を横
切って走査線２４内で毎秒約 ２０ 〜 ４０ 回の割
合で反復して掃引されるように、一緒に揺動される。
【００３８】記号１４を横切って伸びる単一走査線２４
について説明したが、いろいろな他の形式の走査パター
ンを読み取る記号の上に生成することができるから、本
発明を上記に限定するつもりはない。たとえば、係属中
の米国特許出願第３１７，５３３ 号（１９８９年３月
１日出願）、米国特許第４，３６９，３６１ 号または
同第４，３８７，２９７ 号に記載されているように、
１組の互いに平行な走査線から成る走査パターンであっ
てもよい。
について説明したが、いろいろな他の形式の走査パター
ンを読み取る記号の上に生成することができるから、本
発明を上記に限定するつもりはない。たとえば、係属中
の米国特許出願第３１７，５３３ 号（１９８９年３月
１日出願）、米国特許第４，３６９，３６１ 号または
同第４，３８７，２９７ 号に記載されているように、
１組の互いに平行な走査線から成る走査パターンであっ
てもよい。
【００３９】前に述べたように、小売業界において商品
を識別するため一般に見られる密度のバーコード記号１
４の各バーと各スペースの寸法は数ミル程度である。収
束用ミラー１２で収束された走査スポット１５の寸法は
数ミリ程度である。走査スポット１５がバーコード記号
の各バーの前縁と後縁を確実に検出するには、走査スポ
ット１５があまりに大きすぎるので、復号エラーが生じ
るおそれがある。レーザー式スキャナの場合、走査スポ
ットの断面寸法は、通常、６〜１０ミルであり、この大
きさは、複雑な、高度に洗練された信号処理回路網また
は過大なパワー損失に頼らずに、復号および読取りエラ
ーを最小にするのに最適であると一般に考えられている
。
を識別するため一般に見られる密度のバーコード記号１
４の各バーと各スペースの寸法は数ミル程度である。収
束用ミラー１２で収束された走査スポット１５の寸法は
数ミリ程度である。走査スポット１５がバーコード記号
の各バーの前縁と後縁を確実に検出するには、走査スポ
ット１５があまりに大きすぎるので、復号エラーが生じ
るおそれがある。レーザー式スキャナの場合、走査スポ
ットの断面寸法は、通常、６〜１０ミルであり、この大
きさは、複雑な、高度に洗練された信号処理回路網また
は過大なパワー損失に頼らずに、復号および読取りエラ
ーを最小にするのに最適であると一般に考えられている
。
【００４０】本発明に従って、フォトダイオード１７の
視検窓２１を像形成するための像形成手段が、ハウジン
グ２５内に設けられている。視検窓２１は走査スポット
１５の領域より狭く、完全に走査スポット１５の中にあ
る。像形成手段は、像形成用ミラー１８と、アバーチュ
ア２０を有する絞り１９を備えていることが好ましい。 像形成用ミラー１８は、走査モーター２３により出力軸
６０のまわりに一緒に動くように、収束用ミラー１２上
に取り付けられていることが好ましい。像形成用ミラー
１８の軸線は、収束用ミラー１２の軸線から角度αだけ
角度的にずれている。アパーチュア２０はフォトダイオ
ード１７のセンサ開口のすぐ近くに置かれる。センサ開
口自体がアパーチュア２０の役目をすることができる。 上記の代わりに、フォトダイオード１７を非常に小形に
すれば利益が得られる。すなわち、そのような小形光検
出器は雑音を低減し、スキャナのコストを下げ、光学装
置の汚れに対する敏感さを緩和する。アパーチュア２０
は、好ましい実施例では、長方形または楕円形をしてお
り、短い方の寸法（たとえば、６ミル）は走査方向に置
かれ、長い方の寸法（たとえば、１６ミル）は走査方向
に直角な方向に置かれる。長方形のアパーチュア２０は
、像形成用ミラー１８との共同作用て、図２に示すよう
に、同様な長方形の視検窓２１を生成する。もしアパー
チュア２０が好ましい楕円形であれば、視検窓２１も同
様な楕円形を有するであろう。
視検窓２１を像形成するための像形成手段が、ハウジン
グ２５内に設けられている。視検窓２１は走査スポット
１５の領域より狭く、完全に走査スポット１５の中にあ
る。像形成手段は、像形成用ミラー１８と、アバーチュ
ア２０を有する絞り１９を備えていることが好ましい。 像形成用ミラー１８は、走査モーター２３により出力軸
６０のまわりに一緒に動くように、収束用ミラー１２上
に取り付けられていることが好ましい。像形成用ミラー
１８の軸線は、収束用ミラー１２の軸線から角度αだけ
角度的にずれている。アパーチュア２０はフォトダイオ
ード１７のセンサ開口のすぐ近くに置かれる。センサ開
口自体がアパーチュア２０の役目をすることができる。 上記の代わりに、フォトダイオード１７を非常に小形に
すれば利益が得られる。すなわち、そのような小形光検
出器は雑音を低減し、スキャナのコストを下げ、光学装
置の汚れに対する敏感さを緩和する。アパーチュア２０
は、好ましい実施例では、長方形または楕円形をしてお
り、短い方の寸法（たとえば、６ミル）は走査方向に置
かれ、長い方の寸法（たとえば、１６ミル）は走査方向
に直角な方向に置かれる。長方形のアパーチュア２０は
、像形成用ミラー１８との共同作用て、図２に示すよう
に、同様な長方形の視検窓２１を生成する。もしアパー
チュア２０が好ましい楕円形であれば、視検窓２１も同
様な楕円形を有するであろう。
【００４１】また、球形反射面を有する像形成用ミラー
１８は、視検窓２１をハウジング２５の外側にある視検
面２２に置く。視検面２２は走査面１３から縦方向に離
れた位置にある。収束用ミラー１２と像形成用ミラー１
８は、必ずしもそうである必要はないが、同じ焦点距離
を有していることが好ましい。アパーチュア２０は、１
に近い倍率で視検面２２に像形成されるので、約６×１
６ミル（視検窓２１のサイズ）のアパーチュア像が生じ
る。第１光軸は、ＬＥＤ１０と収束用ミラー１２間の光
ビーム１１と同軸であり、第２光軸は像形成用ミラー１
８とフォトダイオード１７間の戻り光ビームと同軸であ
る。第１光軸と第２光軸間の角度βは、像形成用ミラー
と収束用ミラー間の角度のずれαの２倍程度である。
１８は、視検窓２１をハウジング２５の外側にある視検
面２２に置く。視検面２２は走査面１３から縦方向に離
れた位置にある。収束用ミラー１２と像形成用ミラー１
８は、必ずしもそうである必要はないが、同じ焦点距離
を有していることが好ましい。アパーチュア２０は、１
に近い倍率で視検面２２に像形成されるので、約６×１
６ミル（視検窓２１のサイズ）のアパーチュア像が生じ
る。第１光軸は、ＬＥＤ１０と収束用ミラー１２間の光
ビーム１１と同軸であり、第２光軸は像形成用ミラー１
８とフォトダイオード１７間の戻り光ビームと同軸であ
る。第１光軸と第２光軸間の角度βは、像形成用ミラー
と収束用ミラー間の角度のずれαの２倍程度である。
【００４２】また、本発明に従って、フォトダイオード
１７が見るのは、走査スポット１５の非常に小さい中心
部分のみである。アパーチュア２０の像は実際に走査中
のスポットの一部をなしている。したがって、本装置は
、もし数ミリサイズの走査スポットを使用すれば内在す
る特有の復号エラーはないが、代わりに走査方向に沿う
寸法が読み取る記号のバーやスペースのサイズと同程度
の視検窓２２を使用している。
１７が見るのは、走査スポット１５の非常に小さい中心
部分のみである。アパーチュア２０の像は実際に走査中
のスポットの一部をなしている。したがって、本装置は
、もし数ミリサイズの走査スポットを使用すれば内在す
る特有の復号エラーはないが、代わりに走査方向に沿う
寸法が読み取る記号のバーやスペースのサイズと同程度
の視検窓２２を使用している。
【００４３】その他の形状も可能であるから、長方形の
アパーチュアに本発明を限定するつもりはない。焦点深
度および記号読取り能力はアパーチュアの形状によって
決まる。
アパーチュアに本発明を限定するつもりはない。焦点深
度および記号読取り能力はアパーチュアの形状によって
決まる。
【００４４】図９に、本発明の別の実施例を示す。この
バーコード読取り装置は、単一フォトダイオードでなく
、一対のフォトダイオード１７ａ，１７ｂを使用してい
る。フォトダイオード１７ａ，１７ｂおよび絞り１９ａ
，１９ｂは、それぞれ、像形成用ミラー１８ａ，１８ｂ
に対応する。像形成ミラー１８ａ，１８ｂは、図１０に
示すように、一対の重畳した視検窓２１ａ，２１ｂを形
成する。検査窓２１ａは高密度のバーコード記号に適し
、他方のより大きな視検窓２１ｂは低密度のバーコード
記号に適する。視検窓２１ｂはバーコード記号１４ｂの
構成要素の最小幅に対応する幅を有する。上記の代わり
に、視検窓２１ａ，２１ｂは、走査面１３からずれてい
るばかりでなく、相互にずれている異なる視検面２２に
あってもよい。したがって、読取り装置から異なる距離
にある記号に対しても、くっきりと焦点が合わすことが
できるから、作業範囲が拡大される。
バーコード読取り装置は、単一フォトダイオードでなく
、一対のフォトダイオード１７ａ，１７ｂを使用してい
る。フォトダイオード１７ａ，１７ｂおよび絞り１９ａ
，１９ｂは、それぞれ、像形成用ミラー１８ａ，１８ｂ
に対応する。像形成ミラー１８ａ，１８ｂは、図１０に
示すように、一対の重畳した視検窓２１ａ，２１ｂを形
成する。検査窓２１ａは高密度のバーコード記号に適し
、他方のより大きな視検窓２１ｂは低密度のバーコード
記号に適する。視検窓２１ｂはバーコード記号１４ｂの
構成要素の最小幅に対応する幅を有する。上記の代わり
に、視検窓２１ａ，２１ｂは、走査面１３からずれてい
るばかりでなく、相互にずれている異なる視検面２２に
あってもよい。したがって、読取り装置から異なる距離
にある記号に対しても、くっきりと焦点が合わすことが
できるから、作業範囲が拡大される。
【００４５】図１１および図１２は、本発明に係るスキ
ャナの好ましい市販実施例を示す。走査機構は、ケース
６２の中に格納されており、ケース６２は軽量プラスチ
ックで作られ、荒っぽい通常の使用に十分耐えるように
頑丈であることが好ましい。主要部品はすべてプリント
回路基板６４に取り付けることができる。主要部品とし
ては、発光ダイオード６６、フォトダイオード６８、走
査機構７０、各種の電子部品のほか、上述のように記号
の走査を行うその他の部品が含まれる。
ャナの好ましい市販実施例を示す。走査機構は、ケース
６２の中に格納されており、ケース６２は軽量プラスチ
ックで作られ、荒っぽい通常の使用に十分耐えるように
頑丈であることが好ましい。主要部品はすべてプリント
回路基板６４に取り付けることができる。主要部品とし
ては、発光ダイオード６６、フォトダイオード６８、走
査機構７０、各種の電子部品のほか、上述のように記号
の走査を行うその他の部品が含まれる。
【００４６】走査機構７０は、コイル７２、磁石７４、
モーター支持フレーム７６、一対の板ばね７８（Ｍｙｌ
ａｒ が好ましい） 、小形ミラー８０、および大型ミ
ラー８２から成っている。ＬＥＤ６６から放射された光
は軸線８４に沿って進み、バーコード記号から反射され
て光検出器へ戻る反射光は軸線８６に沿って進む。前の
実施例と同様に、軸線８４と８６のなす角度βは約８°
であることが好ましい。ＬＥＤ６６から放射された光は
、大形ミラー８２で反射され、平面８８内で、スキャナ
から出ていき、そしてスキャナへ戻る。軸線８４と平面
８８のなす角度Γは、約７．５〜８°であることが好ま
しい。図１２に示すように、大形ミラー８２の配置と組
み合わせてこの角度が得られるように、ＬＥＤ６６は少
し上向きに配置されている。
モーター支持フレーム７６、一対の板ばね７８（Ｍｙｌ
ａｒ が好ましい） 、小形ミラー８０、および大型ミ
ラー８２から成っている。ＬＥＤ６６から放射された光
は軸線８４に沿って進み、バーコード記号から反射され
て光検出器へ戻る反射光は軸線８６に沿って進む。前の
実施例と同様に、軸線８４と８６のなす角度βは約８°
であることが好ましい。ＬＥＤ６６から放射された光は
、大形ミラー８２で反射され、平面８８内で、スキャナ
から出ていき、そしてスキャナへ戻る。軸線８４と平面
８８のなす角度Γは、約７．５〜８°であることが好ま
しい。図１２に示すように、大形ミラー８２の配置と組
み合わせてこの角度が得られるように、ＬＥＤ６６は少
し上向きに配置されている。
【００４７】記号を走査するため、コイル７２に、毎秒
複数回たとえば毎秒４０回程度、電気パルスが加えられ
る。コイル７２は、電流が流れると、ミラー支持フレー
ム９０に結合された磁石７４を吸引する。このミラー支
持フレーム９０に、ミラー８０とミラー８２が取り付け
られている。磁石７４がコイル７２内に吸引されると、
ミラー支持フレーム９０と共にミラー８０，８２がピボ
ット軸まわりに回転する。この回転作用により、板ばね
７８に捩じり応力が生じる。コイルから電圧が除去され
ると、板ばねはミラー支持フレームとミラーを静止位置
へ戻す。板バネ７８の復元力に整合した電気パルス列で
コイル７２を励磁することにより、走査は、所望の周波
数および走査幅で滑らかに、一様に行われる。
複数回たとえば毎秒４０回程度、電気パルスが加えられ
る。コイル７２は、電流が流れると、ミラー支持フレー
ム９０に結合された磁石７４を吸引する。このミラー支
持フレーム９０に、ミラー８０とミラー８２が取り付け
られている。磁石７４がコイル７２内に吸引されると、
ミラー支持フレーム９０と共にミラー８０，８２がピボ
ット軸まわりに回転する。この回転作用により、板ばね
７８に捩じり応力が生じる。コイルから電圧が除去され
ると、板ばねはミラー支持フレームとミラーを静止位置
へ戻す。板バネ７８の復元力に整合した電気パルス列で
コイル７２を励磁することにより、走査は、所望の周波
数および走査幅で滑らかに、一様に行われる。
【００４８】図１１および図１２に示すように、本発明
のバーコードスキャナは、従来のスキャナのように引き
金式スイッチを使用していない。その代わりに、本スキ
ャナは運動センサを使用している。図８で述べたように
、使用者がスキャナを持ち上げると、運動センサがその
動きを検出し、この検出に応じて、コイル７２の電気パ
ルス列発生源と光源がターンオンされるようになってい
る。パルス列発生源および光源は、そのあと、タイムア
ウト回路によって、または正しいバーコードの復号に応
じて、ターンオフすることができる。運動センサは、さ
らに、使用者がスキャナを次のバーコードへ動かした時
、その動きを検出して走査を開始させることができる。
のバーコードスキャナは、従来のスキャナのように引き
金式スイッチを使用していない。その代わりに、本スキ
ャナは運動センサを使用している。図８で述べたように
、使用者がスキャナを持ち上げると、運動センサがその
動きを検出し、この検出に応じて、コイル７２の電気パ
ルス列発生源と光源がターンオンされるようになってい
る。パルス列発生源および光源は、そのあと、タイムア
ウト回路によって、または正しいバーコードの復号に応
じて、ターンオフすることができる。運動センサは、さ
らに、使用者がスキャナを次のバーコードへ動かした時
、その動きを検出して走査を開始させることができる。
【００４９】次に、図１３について説明する。光センサ
１７は、バーコードの走査によって発生した電気信号を
処理する回路網に接続されている。このディジタイザ回
路網は、米国特許出願第４４０，５１０ 号（１９８９
年１１月２２日出願）に開示されているものと同形式の
ものでもよいし、あるいは前に挙げた特許文献に記載さ
れている他のディジタイザ回路網たとえば米国特許第４
，３６０，７９８ 号に記載されている形式のものでも
よい。しかし、好ましい実施例の特徴の１つとして、自
動帯域幅制御装置が追加されている。光センサ１７が発
生したライン９４上のアナログ信号は微分回路９６へ送
られる。微分回路９６はアナログ信号の一次導関数であ
る出力を発生する。アナログ信号または一次導関数信号
の周波数内容すなわち帯域幅は、走査するバーコード記
号１４の形式によって決まる。高密度のバーコード記号
１４は、白と黒の間の遷移周波数がより高いので、アナ
ログ信号は多くの頂きと谷を有する。すなわち、一次導
関数は多くの零交差を有する。微分回路９６の出力は、
その出力端に接続された抵抗器１００とキャパシタ１０
２から成る低域フィルタ９８へ送られる。このフィルタ
９８のカットオフ周波数は、抵抗器に直列接続のキャパ
シタの値によって決まる。したがって、このカットオフ
周波数を切り換えるため（つまり、ディジタル化回路網
が応答する帯域幅を切り換えるため）、追加のキャパシ
タ１０４がキャパシタ１０２と並列に設けられている。 また、このキャパシタ１０４をフィルタ回路から切り離
すためのスイッチ１０６が設けられている。ＦＥＴスイ
ッチ１０６のしきい値電圧を越える電圧がライン１０８
に加わると、ＦＥＴスイッチ１０６は、回路を完成して
キャパシタ１０４をキャパシタ１０２に並列に置き、カ
ットオフ周波数を低くする（帯域幅を狭くする）。しか
し、もしライン１０８によりＦＥＴスイッチ１０６のゲ
ートに零電圧が加われば、キャパシタ１０４が切り離さ
れるので、カットオフ周波数が高くなる（帯域幅が広く
なる）。このフィルタの出力１１０は零交差検出器１１
２へ送られる。この零交差検出器１１２の出力信号は、
バーコード記号の密度が高いときは単位時間当たりの零
交差の数が多いので、より高い周波数内容すなわち帯域
幅を有するであろう。 また、零交差検出器１１２の出力は、通常形式の別の処
理回路網１１４へ加えられる。この処理回路網１１４は
出力端１１６にディジタル電気信号を発生する。この信
号はケーブル３１によって端末装置へ送られるか、ある
いはハウジング２５自体内でバーコードデータを識別し
、回復するためさらに処理される。零交差検出器１１２
の出力信号は、さらに、検出器１１８（たとえば、積分
回路とインバータ）へ加えられる。検出器１１８は、Ｆ
ＥＴスイッチ１０６へ戻るライン１０８上に、低密度の
バーコードの場合は高電圧、高密度のバーコードの場合
は零電圧を発生する。このように、キャパシタ１０４は
、高密度のバーコードを走査する場合は、回路から切り
離されてフィルタの帯域幅を拡大し、低密度のバーコー
ドを走査する場合は、回路内に残されてフィルタの帯域
幅を縮小する。したがって、低密度のバーコードを走査
する場合、狭い帯域幅のために処理回路網から雑音が除
去されるので、正しいバーコードの識別が得られる見込
みがより大きい。
１７は、バーコードの走査によって発生した電気信号を
処理する回路網に接続されている。このディジタイザ回
路網は、米国特許出願第４４０，５１０ 号（１９８９
年１１月２２日出願）に開示されているものと同形式の
ものでもよいし、あるいは前に挙げた特許文献に記載さ
れている他のディジタイザ回路網たとえば米国特許第４
，３６０，７９８ 号に記載されている形式のものでも
よい。しかし、好ましい実施例の特徴の１つとして、自
動帯域幅制御装置が追加されている。光センサ１７が発
生したライン９４上のアナログ信号は微分回路９６へ送
られる。微分回路９６はアナログ信号の一次導関数であ
る出力を発生する。アナログ信号または一次導関数信号
の周波数内容すなわち帯域幅は、走査するバーコード記
号１４の形式によって決まる。高密度のバーコード記号
１４は、白と黒の間の遷移周波数がより高いので、アナ
ログ信号は多くの頂きと谷を有する。すなわち、一次導
関数は多くの零交差を有する。微分回路９６の出力は、
その出力端に接続された抵抗器１００とキャパシタ１０
２から成る低域フィルタ９８へ送られる。このフィルタ
９８のカットオフ周波数は、抵抗器に直列接続のキャパ
シタの値によって決まる。したがって、このカットオフ
周波数を切り換えるため（つまり、ディジタル化回路網
が応答する帯域幅を切り換えるため）、追加のキャパシ
タ１０４がキャパシタ１０２と並列に設けられている。 また、このキャパシタ１０４をフィルタ回路から切り離
すためのスイッチ１０６が設けられている。ＦＥＴスイ
ッチ１０６のしきい値電圧を越える電圧がライン１０８
に加わると、ＦＥＴスイッチ１０６は、回路を完成して
キャパシタ１０４をキャパシタ１０２に並列に置き、カ
ットオフ周波数を低くする（帯域幅を狭くする）。しか
し、もしライン１０８によりＦＥＴスイッチ１０６のゲ
ートに零電圧が加われば、キャパシタ１０４が切り離さ
れるので、カットオフ周波数が高くなる（帯域幅が広く
なる）。このフィルタの出力１１０は零交差検出器１１
２へ送られる。この零交差検出器１１２の出力信号は、
バーコード記号の密度が高いときは単位時間当たりの零
交差の数が多いので、より高い周波数内容すなわち帯域
幅を有するであろう。 また、零交差検出器１１２の出力は、通常形式の別の処
理回路網１１４へ加えられる。この処理回路網１１４は
出力端１１６にディジタル電気信号を発生する。この信
号はケーブル３１によって端末装置へ送られるか、ある
いはハウジング２５自体内でバーコードデータを識別し
、回復するためさらに処理される。零交差検出器１１２
の出力信号は、さらに、検出器１１８（たとえば、積分
回路とインバータ）へ加えられる。検出器１１８は、Ｆ
ＥＴスイッチ１０６へ戻るライン１０８上に、低密度の
バーコードの場合は高電圧、高密度のバーコードの場合
は零電圧を発生する。このように、キャパシタ１０４は
、高密度のバーコードを走査する場合は、回路から切り
離されてフィルタの帯域幅を拡大し、低密度のバーコー
ドを走査する場合は、回路内に残されてフィルタの帯域
幅を縮小する。したがって、低密度のバーコードを走査
する場合、狭い帯域幅のために処理回路網から雑音が除
去されるので、正しいバーコードの識別が得られる見込
みがより大きい。
【００５０】上記の代わりに、帯域幅スイッチング回路
網を、処理装置１１４の下流のバーコード識別装置の出
力に応答させることができる。一般に、出力端１１６に
生じたバーコード信号は正しいバーコードを読み取って
いるかどうかを判断するため検査される。雑音または包
装に印刷された文字列とバーコードの区別は、さまざま
な方法またはそれらの組合せを用いて行うことができる
。たとえば、１走査当たりの遷移の数すなわち１走査当
たりの黒と白の比率により、走査中のパターンが文字列
やその他の図形でなく、ほぼ確実にバーコードであるこ
とを知ることができる。上記のほかに、メモリ内に正し
いバーコードパターンの参照用テーブルを保持して、出
力端１１６のバーコード信号と比較することができる。 走査中の実際のバーコードのタイプ（高密度または低密
度）の識別に基づいて、広い帯域幅または狭い帯域幅を
選択することができる。すなわち、もし一の走査でバー
コードの識別に失敗すれば、帯域幅を切り換えて、次の
走査で正しいバーコードが識別されるかどうかを判断す
ることができる。
網を、処理装置１１４の下流のバーコード識別装置の出
力に応答させることができる。一般に、出力端１１６に
生じたバーコード信号は正しいバーコードを読み取って
いるかどうかを判断するため検査される。雑音または包
装に印刷された文字列とバーコードの区別は、さまざま
な方法またはそれらの組合せを用いて行うことができる
。たとえば、１走査当たりの遷移の数すなわち１走査当
たりの黒と白の比率により、走査中のパターンが文字列
やその他の図形でなく、ほぼ確実にバーコードであるこ
とを知ることができる。上記のほかに、メモリ内に正し
いバーコードパターンの参照用テーブルを保持して、出
力端１１６のバーコード信号と比較することができる。 走査中の実際のバーコードのタイプ（高密度または低密
度）の識別に基づいて、広い帯域幅または狭い帯域幅を
選択することができる。すなわち、もし一の走査でバー
コードの識別に失敗すれば、帯域幅を切り換えて、次の
走査で正しいバーコードが識別されるかどうかを判断す
ることができる。
【００５１】上に述べた構成要素は、単独でまたは２つ
以上を組み合わせて、上に述べた形式とは異なる他の形
式で有益に使用できることは理解されるであろう。
以上を組み合わせて、上に述べた形式とは異なる他の形
式で有益に使用できることは理解されるであろう。
【００５２】本発明を発光ダイオード式スキャナに具体
化した場合について説明したが、本発明の範囲の中で、
さまざまな修正や構造上の変更を行うことができるので
、記載した細部構造に発明を限定するつもりはない。
化した場合について説明したが、本発明の範囲の中で、
さまざまな修正や構造上の変更を行うことができるので
、記載した細部構造に発明を限定するつもりはない。
【００５３】さらに検討しなくても、以上の説明は本発
明の要点を完全に明らかにしているから、この分野の専
門家は、従来の技術的見地からみて明らかに本発明の独
自の態様の本質的な特徴を損なわずに、現在の知識を応
用し、本発明をさまざまな用途に容易に適用することが
できるであろう。したがって、そのような適用は、均等
の範囲に属し、特許請求の範囲に含まれるべきものであ
る。
明の要点を完全に明らかにしているから、この分野の専
門家は、従来の技術的見地からみて明らかに本発明の独
自の態様の本質的な特徴を損なわずに、現在の知識を応
用し、本発明をさまざまな用途に容易に適用することが
できるであろう。したがって、そのような適用は、均等
の範囲に属し、特許請求の範囲に含まれるべきものであ
る。
【図１】バーコード記号を読み取るための非レーザー式
走査装置の第１の実施例の略正面図である。
走査装置の第１の実施例の略正面図である。
【図２】図１の走査装置によって読み取られるバーコー
ド記号と、その上に重ね合わされた走査スポットと視検
窓を示す拡大図である。
ド記号と、その上に重ね合わされた走査スポットと視検
窓を示す拡大図である。
【図３】図１の走査装置に使用された走査モーター／ミ
ラー組立体の正面図である。
ラー組立体の正面図である。
【図４】図３の走査モーター／ミラー組立体の平面図で
ある。
ある。
【図５】図１、図３および図４の実施例に従って構成さ
れた手持ち式走査装置の正面図である。
れた手持ち式走査装置の正面図である。
【図６】図１〜図５の走査装置に使用されたディジタイ
ザ回路の電気回路図である。
ザ回路の電気回路図である。
【図７】図６の回路に現れる電圧のタイミング図である
。
。
【図８】図１〜図５の走査装置に使用された運動センサ
の代替実施例の電気回路図である。
の代替実施例の電気回路図である。
【図９】本発明に係る非レーザー式走査装置の第２の実
施例の略正面図である（図１に対応する）。
施例の略正面図である（図１に対応する）。
【図１０】図９の実施例の場合のバーコード記号と、２
つの視検窓と、走査スポットを示す拡大図である（図２
に対応する）。
つの視検窓と、走査スポットを示す拡大図である（図２
に対応する）。
【図１１】本発明に係るスキャナの好ましい市販実施例
の平面図である。
の平面図である。
【図１２】本発明に係るスキャナの好ましい市販実施例
の側面図である。
の側面図である。
【図１３】図１〜図５の走査装置に使用可能なディジタ
イザ回路の電気回路図である。
イザ回路の電気回路図である。
１０ 非レーザー光源（ＬＥＤ）
１１ 非コヒーレント非コリメート広角光ビーム１２
収束用ミラー １３ 焦平面 １４，１４ｂ バーコード記号 １５ 走査スポット １６，１６ａ 記号１４のバーまたはスペースの最小
寸法 １７，１７ａ，１７ｂ 光センサ １８，１８ａ，１８ｂ 像形成用ミラー１９，１９ａ
，１９ｂ 絞り ２０，２０ａ，２０ｂ アパーチュア２１，２１ａ，
２１ｂ 視検窓 ２２ 走査面 ２３ 走査モーター ２４ 走査線 ２５ ガンタイプのハウジング ２６ 銃把部 ２７ 銃身部 ２８ 窓 ２９ 包装の表面 ３０ 回路基板 ３１ ケーブル ３２ 電流電圧コンバータ ３３ 微分器 ３４ 増幅器 ３５ 遅延要素 ３６ ピーク探索比較器３６ ３７ 偽遷移ゲート比較器 ３８ 限界しきい値回路 ３９ ラッチ比較器 ４０ トランジスタ ４１ 出力端 ４２ アナログ接地 ４３ 補助回路 ５０ コイル ５１ ＦＥＴスイッチ ５２ 電源 ５３ 検出器 ５４ 出力 ５５ 制御器 ５６ 制御器の出力 ５７ 制御器の出力 ５８ 指示ランプまたは警報器 ６０ モーターの出力軸 ６２ ケース ６４ プリント回路基板 ６６ 発光ダイオード ６８ フォトダイオード ７０ 走査機構 ７２ コイル ７４ 磁石 ７６ モーター支持フレーム ７８ 一対の板ばね ８０ 小形ミラー ８２ 大形ミラー ８４，８６ 光軸 ８８ 平面 ９０ ミラー支持フレーム ９２ ピボット軸 ９４ ライン ９６ 微分回路 ９８ 低域フィルタ １００ 抵抗器 １０２，１０４ キャパシタ １０６ ＦＥＴスイッチ １０８ ライン １１０ 低域フィルタの出力 １１２ 零交差検出器 １１４ 処理回路網 １１６ 出力端 １１８ 検出器
収束用ミラー １３ 焦平面 １４，１４ｂ バーコード記号 １５ 走査スポット １６，１６ａ 記号１４のバーまたはスペースの最小
寸法 １７，１７ａ，１７ｂ 光センサ １８，１８ａ，１８ｂ 像形成用ミラー１９，１９ａ
，１９ｂ 絞り ２０，２０ａ，２０ｂ アパーチュア２１，２１ａ，
２１ｂ 視検窓 ２２ 走査面 ２３ 走査モーター ２４ 走査線 ２５ ガンタイプのハウジング ２６ 銃把部 ２７ 銃身部 ２８ 窓 ２９ 包装の表面 ３０ 回路基板 ３１ ケーブル ３２ 電流電圧コンバータ ３３ 微分器 ３４ 増幅器 ３５ 遅延要素 ３６ ピーク探索比較器３６ ３７ 偽遷移ゲート比較器 ３８ 限界しきい値回路 ３９ ラッチ比較器 ４０ トランジスタ ４１ 出力端 ４２ アナログ接地 ４３ 補助回路 ５０ コイル ５１ ＦＥＴスイッチ ５２ 電源 ５３ 検出器 ５４ 出力 ５５ 制御器 ５６ 制御器の出力 ５７ 制御器の出力 ５８ 指示ランプまたは警報器 ６０ モーターの出力軸 ６２ ケース ６４ プリント回路基板 ６６ 発光ダイオード ６８ フォトダイオード ７０ 走査機構 ７２ コイル ７４ 磁石 ７６ モーター支持フレーム ７８ 一対の板ばね ８０ 小形ミラー ８２ 大形ミラー ８４，８６ 光軸 ８８ 平面 ９０ ミラー支持フレーム ９２ ピボット軸 ９４ ライン ９６ 微分回路 ９８ 低域フィルタ １００ 抵抗器 １０２，１０４ キャパシタ １０６ ＦＥＴスイッチ １０８ ライン １１０ 低域フィルタの出力 １１２ 零交差検出器 １１４ 処理回路網 １１６ 出力端 １１８ 検出器
Claims (50)
- 【請求項１】 記号を読み取るための走査装置であっ
て、（ａ） 光ビームを発生する光源手段、（ｂ）
光ビームを収束させて走査面に所定サイズの走査スポ
ットを形成し、前記走査スポットを走査面に近い作業距
離範囲内に置かれた記号の上に置く収束手段、（ｃ）
記号を横切って走査スポットを走査線状に掃引し、少
なくとも反射光の戻り部分が前記光源手段の方向に進行
するように、記号からの反射光を反射させる走査手段（
前記反射光の戻り部分は走査線にわたってさまざまな強
度を有する）、（ｄ） 視野にわたって前記反射光の
戻り部分のさまざまな強度を検出し、検出したさまざま
な光強度を表す電気信号を発生するセンサ手段、（ｅ）
前記電気信号を処理し、記号を表すデータを生成す
る信号処理手段、および（ｆ） 前記センサ手段の視
検窓を像形成し（視検窓のサイズは走査スポットより小
さい）、前記視検窓を走査面から離れた視検面に置く像
形成手段、を備えていることを特徴とする装置。 - 【請求項２】 前記光源手段は非レーザー光源を備え
ていることを特徴とする請求項１に記載の装置。 - 【請求項３】 前記非レーザー光源は発光ダイオード
であることを特徴とする請求項２に記載の装置。 - 【請求項４】 前記収束手段は円形の走査スポットを
光学的に形成する作用をする収束用ミラーを備えている
ことを特徴とする請求項１に記載の装置。 - 【請求項５】 前記収束用ミラーは球形の反射面を有
することを特徴とする請求項４に記載の装置。 - 【請求項６】 前記センサ手段はセンサ開口をもつフ
ォトダイオードを備えており、前記像形成手段は前記セ
ンサ開口の近くにアパーチュアをもつ絞りを備えており
、前記アパーチュアを反射光の戻り部分が通過すること
を特徴とする請求項１に記載の装置。 - 【請求項７】 前記アパーチュアは記号に沿って縦方
向に伸びる短辺と、記号に対し横方向に伸びる長辺をも
つ長方形であることを特徴とする請求項６に記載の装置
。 - 【請求項８】 前記アパーチュアは記号に沿って縦方
向に伸びる短径と、記号に対し横方向に伸びる長径をも
つ楕円形であることを特徴とする請求項６に記載の装置
。 - 【請求項９】 前記像形成手段は、さらに、像形成用
ミラーを備えていることを特徴とする請求項６に記載の
装置。 - 【請求項１０】 前記像形成用ミラーは球形の反射面
を有することを特徴とする請求項９に記載の装置。 - 【請求項１１】 前記収束手段は収束用ミラーを備え
ており、前記像形成手段は像形成用ミラーを備えており
、前記両ミラーは記号を横切って縦方向に一緒に動くよ
うにハウジングに取り付けられていることを特徴とする
請求項１１に記載の装置。 - 【請求項１２】 前記走査手段は揺動可能な走査部品
を備えており、前記走査部品の上に、前記収束用ミラー
と像形成用ミラーが軸のまわりに一緒に動くように取り
付けられていることを特徴とする請求項１１に記載の装
置。 - 【請求項１３】 前記像形成用ミラーは前記収束用ミ
ラーの上に取り付けられいて、前記軸に対し角度的にず
れていることを特徴とする請求項１２に記載の装置。 - 【請求項１４】 前記光源手段は第１光軸に沿って光
ビームを発生し、前記像形成手段は前記センサ手段の視
野を第２光軸に沿って焦点に集め、前記２つの光軸のな
す角度は像形成用ミラーと収束用ミラー間の角度のずれ
の２倍程度であることを特徴とする請求項１３に記載の
装置。 - 【請求項１５】 前記ハウジングは手持ち操作ができ
るように握り部分が付いており、使用者はハウジングを
記号に向けてその前壁から縦方向に間隔をおいて記号を
読み取ることが可能であり、前記走査面と視検面はハウ
ジング前壁に対し縦方向にずれていることを特徴とする
請求項１の記載の装置。 - 【請求項１６】 前記センサ手段はそれぞれがセンサ
開口をもつ一対のフォトダイオードを備えており、前記
像形成手段はそれぞれが前記センサ開口の近くにアパー
チュアをもつ一対の絞りを備えており、前記像形成手段
はそれぞれのフォトダイオードの各視野を結像させ、ハ
ウジングの外にある異なる視検面に一対の視検窓を置く
作用をすることを特徴とする請求項１に記載の装置。 - 【請求項１７】 記号を読み取る方法であって、（ａ
） 光ビームを発生すること、（ｂ） 前記光ビー
ムを収束させて走査面に所定サイズの走査スポットを形
成し、前記走査スポットを走査面に近い作業距離範囲内
に置かれた記号の上に置くこと、（ｃ） 記号を横切
って走査スポットを走査線状に掃引し、少なくとも反射
光の戻り部分が前記光源手段の方向に進行するように、
記号からの反射光を反射させること（前記反射光の戻り
部分は走査線にわたってさまざまな強度を有する）、（
ｄ） センサ手段によって視野にわたって前記反射光
の戻り部分のさまざまな強度を検出し、検出したさまざ
まな光強度を表す電気信号を発生すること、（ｅ）
前記電気信号を処理し、記号を表すデータを生成するこ
と、および（ｆ） 前記センサ手段の視検窓を像形成
し（前記視検窓は走査スポットのサイズよりかなり小さ
い）、前記視検窓を走査面から離れた視検面に置くこと
、の諸ステップから成ることを特徴とする方法。 - 【請求項１８】 前記ステップ（ｂ）は曲面ミラーか
ら光ビームを反射させるステップを含むことを特徴とす
る請求項１７に記載の方法。 - 【請求項１９】 前記ステップ（ｄ）は曲面ミラーで
前記戻り部分を反射させるステップを含むことを特徴と
する請求項１７に記載の方法。 - 【請求項２０】 前記ステップ（ｃ）は前記曲面ミラ
ーを動かすステップを含むことを特徴とする請求項１８
に記載の方法。 - 【請求項２１】 前記視検窓は記号の特徴の最小寸法
とほぼ同じサイズの幅を有することを特徴とする請求項
１７に記載の方法。 - 【請求項２２】 バーコード記号または類似物を走査
する方法であって、（ａ）発光ダイオードで光ビームを
発生し、前記光ビームを収束させて走査面上にスポット
を形成すること、（ｂ） 視検面に置かれた記号に当
たって戻ってきた反射光を光検出器の上に集めること、
および（ｃ） 前記光検出器に達する反射光を前記ス
ポットよりかなり小さいサイズの視検窓（前記視検窓は
光検出器の近くのアパーチュアによって境界が定められ
る）だけに制限すること、の諸ステップから成ることを
特徴とする方法。 - 【請求項２３】 前記ステップ（ａ）は前記光ビーム
を曲面ミラーから反射させるステップを含むことを特徴
とする請求項２２に記載の方法。 - 【請求項２４】 前記ステップ（ｂ）は記号から戻っ
てくる光を第１曲面ミラーで反射させるステップを含む
ことを特徴とする請求項２２に記載の方法。 - 【請求項２５】 前記ステップ（ａ）は前記光ビーム
を第２曲面ミラーで反射させるステップを含んでおり、
前記第１曲面ミラーは前記第２曲面ミラーよりかなり小
さいことを特徴とする請求項２３に記載の方法。 - 【請求項２６】 前記第１および第２曲面ミラーは長
い走査線に沿って前記光スポットを走査するため一緒に
動かされることを特徴とする請求項２５に記載の方法。 - 【請求項２７】 バーコード記号または類似物を走査
する装置であって、（ａ）収束されて走査面にスポット
を形成する光ビームを発生するための発光ダイオードを
含む光源、および（ｂ） 視検面に置かれた記号に当
たって戻ってきた反射光がその上に集められる光検出器
を備え、（ｃ） 光検出器に達する反射光は前記スポ
ットよりかなり小さいサイズの視検窓だけに制限され、
前記視検窓は光検出器の近くのアパーチュアによって境
界が定められることを特徴とする装置。 - 【請求項２８】 前記光ビームは第１曲面ミラーから
反射されることにより前記スポットに収束され、前記反
射光は第２曲面ミラーによって前記光検出器の上に集め
られることを特徴とする請求項２７に記載の装置。 - 【請求項２９】 前記第１および第２曲面ミラーは一
緒に取り付けられていて、走査モーターによって駆動さ
れ記号を横切って光ビームと視検窓を走査することを特
徴とする請求項２８に記載の装置。 - 【請求項３０】 前記視検面と走査面は互いに離れた
位置にあり、前記第１曲面ミラーの中心軸は前記第２曲
面ミラーの中心軸からずれていることを特徴とする請求
項２９に記載の装置。 - 【請求項３１】 手持ち式走査装置を動作させる方法
であって、（ａ） 手持ち式走査装置が受台にあると
き、前記装置を静止状態に保つこと（前記装置は静止状
態においてターンオフされる走査モーターおよび光源を
有する）、（ｂ） 使用者が前記装置をバーコード記
号読取り位置へ動かしたとき前記装置の動きを検出する
こと、および（ｃ） 前記検出ステップに応じて、前
記走査モーターおよび前記光源をターンオンすること、
の諸ステップから成る方法。 - 【請求項３２】 前記ステップ（ｂ）は走査モーター
の可動部品の動きを検出するステップを含むことを特徴
とする請求項３１に記載の方法。 - 【請求項３３】 前記可動部品の動きは走査モーター
のコイルに発生した電圧を検出することで検出されるこ
とを特徴とする請求項３２に記載の方法。 - 【請求項３４】 さらに、前記光源によって光ビーム
を発生するステップと、前記走査モーターによってバー
コード記号を横切って前記光ビームを走査するステップ
を含むことを特徴とする請求項３１に記載の方法。 - 【請求項３５】 さらに、記号から反射された光を検
出するステップと、前記検出に応じて電気信号を発生す
るステップを含むことを特徴とする請求項３２に記載の
方法。 - 【請求項３６】 さらに、バーコード記号が走査され
たことを前記電気信号が指示した後、または所定の時間
の後、光源と走査モーターをターンオフするステップを
含むことを特徴とする請求項３５に記載の方法。 - 【請求項３７】 前記光源は発光ダイオードであり、
前記走査モーターは、発光ダイオードからの光ビームを
走査面に収束させる走査用曲面ミラーと、記号から反射
された光を光検出器の上に集める集光用曲面ミラーを駆
動することを特徴とする請求項３１に記載の方法。 - 【請求項３８】 バーコードスキャナであって、（ａ
） 受台に置かれ、かつ静止状態にあるとき、オフ状
態に保たれる走査モーターと光源を有する手持ち式ユニ
ット、（ｂ） 使用者が前記ユニットをバーコード読
取り位置へ動かしたとき前記ユニットの動きに応答する
検出器、および（ｃ） 前記検出器に応答して、前記
走査モーターと前記光源をオンにする制御器、を備えて
いることを特徴とするスキャナ。 - 【請求項３９】 前記検出器は走査モーターの可動部
品の動きを検出することを特徴とする請求項３８に記載
のスキャナ。 - 【請求項４０】 前記可動部品の動きは走査モーター
のコイルに発生した電圧を検出することにより検出され
ることを特徴とする請求項３９に記載のスキャナ。 - 【請求項４１】 前記走査モーターは回転型モーター
または共振型モーターであることを特徴とする請求項４
０に記載のスキャナ。 - 【請求項４２】 前記ユニットは前記走査モーターに
よって駆動され読み取るバーコード記号を横切って光ビ
ームを走査する曲面ミラーおよび光源を備えていること
を特徴とする請求項３８に記載のスキャナ。 - 【請求項４３】 前記光源は発光ダイオードであるこ
とを特徴とする請求項４２に記載のスキャナ。 - 【請求項４４】 前記ユニットは、さらに前記走査モ
ーターで駆動される曲面ミラーによって反射された、記
号からの反射光に応答する光センサを備えていることを
特徴とする請求項４２に記載のスキャナ。 - 【請求項４５】 バーコードスキャナを動作させる方
法であって、（ａ） 光ビームをバーコード記号に向
けること、（ｂ） バーコード記号から反射された光
を検出し、検出に応じて電気信号を発生すること、（ｃ
） 前記電気信号を、選択可能な帯域幅を有する回路
に通すこと、（ｄ） 前記電気信号内のバーコードの
特徴の表現密度を検出し、制御信号を発生すること、お
よび（ｅ） 前記制御信号を使用して前記選択可能な
帯域幅を変更すること、の諸ステップから成ることを特
徴とする方法。 - 【請求項４６】 前記回路は帯域幅を選択するため選
択可能な値のキャパシタンスを有するフィルタであるこ
とを特徴とする請求項４５に記載の方法。 - 【請求項４７】 前記帯域幅は前記表現密度が低いと
きはより狭い帯域幅へ変更されることを特徴とする請求
項４５に記載の方法。 - 【請求項４８】 前記帯域幅は前記表現密度が高いと
きはより広い帯域幅へ変更されることを特徴とする請求
項４５に記載の方法。 - 【請求項４９】 前記光ビームは発光ダイオードが発
生することを特徴とする請求項４５に記載の方法。 - 【請求項５０】 前記光ビームはバーコード記号を横
切る光スポットとして走査され、前記記号からの反射光
が視検窓として検出器の上に形成され、前記検出器が前
記電気信号を発生することを特徴とする請求項４９に記
載の方法。
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