JPH05205095A - ２つの開口を有する光学スキャナ - Google Patents

２つの開口を有する光学スキャナ

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JPH05205095A JP4274864A JP27486492A JPH05205095A JP H05205095 A JPH05205095 A JP H05205095A JP 4274864 A JP4274864 A JP 4274864A JP 27486492 A JP27486492 A JP 27486492A JP H05205095 A JPH05205095 A JP H05205095A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 光学スキャナの機能性を高め、バーコードラ
ベルが添付された商品の底面および側面を同時に走査し
て商品を方向変更する必要をなくし処理時間を短縮した
スキャナを提供する。 【構成】 １つのレーザビーム２２から水平方向および
垂直方向の走査パターンを作成する２つの開口を有する
光学スキャナ。第１および第２の開口２８，３０を有す
るハウジング３２と、レーザビーム光源１２と、レーザ
ビーム２２を複数の方向に反射するためのそれぞれ異な
る立面角を有する複数のファセットからなるミラー回転
体１６と、このミラー回転体１６からのレーザビーム２
４を前記第１および第２の開口２８，３０を通して走査
すべきバーコードラベル３４が添付された物品３６に向
けて反射するための前記ハウジング３２内に設けた複数
のパターンミラー１８とを具備する。この光学スキャナ
はさらに、レーザビーム２２を透過させるとともに走査
した物品３６からの反射光３７を集光するための光学ト
ランシーバ１４および物品３６からの反射光強度に応じ
た信号を発する光検知器２０を具備する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は光学スキャナに関し、特
に２つの開口（アパーチャ）を有する光学スキャナに関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】光学スキャナは、小売店での会計清算処
理や在庫管理等を効率的に行うために広く使用されてい
る。この光学スキャナは通常レーザダイオードを用いて
このレーザ光を焦点合せしコリメートして走査ビームを
作成している。光学トランシーバによりこのレーザビー
ムをポリゴンミラー回転体に対し照射し、さらに複数の
静止ミラーを照射する。光学トランシーバはさらにバー
コードラベルからの反射戻り光を集光する。ポリゴンミ
ラーはモータにより回転駆動される。集光された反射戻
り光は光検知器により検出される。このようなスキャナ
により発生する走査パターンは、相互にいろいろな角度
に向けられた複数の走査ラインにより構成される。
【０００３】従来の光学スキャナは、水平または垂直の
いずれか１つの開口を通して光を照射する構成であり、
水平および垂直の両方の開口を通して光を照射する構成
はなかった。スキャナの機能や走査効率を高めるため
に、この１つの開口を通して複数の方向から光が照射さ
れる。水平な開口の場合には、走査パターン光はラベル
が添付された商品の前面および底面に投射される。垂直
な開口の場合には、走査パターン光はラベルが添付され
た商品の前面および側面に投射される。従来のスキャナ
では走査光は開口に面した部分しか照射しないため機能
性が低かった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】１つの開口しか持たな
い従来のスキャナにおいては、バーコードラベルを開口
面に向けて正しく配置するために商品の方向をいろいろ
な角度に変えなければならなかった。このように商品の
方向をいろいろな方向に変えることによりその商品の処
理時間が多くかかり顧客の会計処理が遅れる。また商品
の方向変更を繰返すうちに商品を傷つけるおそれもあ
る。
【０００５】本発明は上記従来技術の欠点に鑑みなされ
たものであって、２つの走査窓（開口）を設けることに
より、光学スキャナの機能性を高め、バーコードラベル
が添付された商品の底面および側面を同時に照射して商
品を方向変更するために動かす必要をなくし処理時間の
短縮を図ったスキャナの提供を目的とする。
【０００６】本発明の別の目的は、第１の開口が実質上
垂直配置され、第２の開口が実質上水平配置された２つ
の開口を有する光学スキャナを提供することである。本
発明のさらに別の目的は、走査すべき物品の照射面積を
大きくした２つの開口を有する光学スキャナを提供する
ことである。本発明のさらに別の目的は、１つのレーザ
光源およびモータを用いて駆動できる２つの開口を有す
る光学スキャナを提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明に係る光学スキャナは、レーザビーム光源
と；レーザビームを複数の方向に反射して第１の群と第
２の群とを含む複数の走査ビームを作成するための回転
体と；前記第１の群の走査ビームを実質上垂直方向に反
射し、第２の群の走査ビームを実質上水平方向に反射す
るための複数のパターンミラーとを具備している。
【０００８】さらに詳しくいうと、本発明に係る光学ス
キャナは、第１および第２の開口を有するハウジング
と、レーザビーム光源と、レーザビームを複数の方向に
反射するミラー回転体と、このミラー回転体からのレー
ザビームを前記第１および第２の開口を通して走査すべ
きバーコードラベルが添付された物品に向けて反射する
ための前記ハウジング内に設けた複数のパターンミラー
とを具備している。
【０００９】好ましくは、前記第１の開口は実質上水平
方向であり、前記第２の開口は実質上垂直方向であっ
て、走査パターンの走査範囲を大きくするとともに走査
時に走査すべき物品の配置方向変更を小さく抑える。本
発明の光学スキャナはさらに、レーザビームを透過させ
かつ走査した物品からの反射光を集光するための光学ト
ランシーバと、物品からの反射光の強度に対応した信号
を発する光検知器とを具備する。
【００１０】
【作用】ミラー回転体とパターンミラーが組合されてそ
の作用により複数の走査ラインを形成し、これらが水平
方向および垂直方向の開口を通して投射される。この構
成により作成した走査パターンは、単一開口のスキャナ
に比べ効率よく物品の複数側面を走査できる。ミラー回
転体は、所定の基準方向に対しそれぞれ異なる方向に向
けられた３つのファセットを有する。パターンミラー
は、第１および第２のミラーセットからなる複数の平坦
反射面からなり、第１のミラーセットはミラー回転体か
らのレーザビームを反射し、第２のミラーセットは第１
のミラーセットからのレーザビームを走査すべき物品に
向けて反射する。好ましい実施例においては、この光学
スキャナは２４本の走査ラインを発生する。
【００１１】
【実施例】図１は、本発明に係る２つの開口を有する光
学スキャナのブロック構成図である。この光学スキャナ
１０は、レーザ１２と、光学トランシーバ１４と、ミラ
ー回転体１６と、パターンミラー群１８と、偏向ミラー
１９と、光検知器２０とを具備する。レーザ１２は、レ
ーザダイオードとフォーカシングレンズとコリメート用
開口とを含む。好ましい実施例においては、レーザダイ
オードは波長６７０〜６９０ｎｍの可視光を発光し、コ
リメート用開口およびフォーカシングレンズにより読取
りゾーン中心でのビームウェストが２２０ミクロンのビ
ーム２２を形成する。
【００１２】このビーム２２は、集光ミラー面およびビ
ーム２２を通過させるための開口を有する光学トランシ
ーバ１４を通過する。続いてビーム２２は、ミラー回転
体１６を照射する。このミラー回転体１６は走査ビーム
２４を形成するための３つの反射平面からなるミラーフ
ァセットにより構成される。各ファセットは例えば約３
度づつ異なる立面角を有し、３つのそれぞれ異なる走査
ビーム光路を形成する。ミラー回転体１６を１２０度回
転させることにより、１つのファセットがビーム２２を
完全に通過する。従って、このミラー回転体１６で反射
された走査ビーム２４は、浅い円錐形状で約２４０度の
角度範囲を走査する。
【００１３】ミラー回転体からの走査ビーム２４はパタ
ーンミラー群１８を照射し、ここでミラー回転体１６の
各ファセットからの光が複数の走査ライン２６に分離さ
れる。好ましい実施例においては、パターンミラー群１
８は、ミラー回転体１６の各ファセットからの走査ビー
ム２４を８本のラインに分離する。従って、ミラー回転
体１６が１回転するごとに２４本の走査ラインが形成さ
れる。これら２４本の走査ラインは全て１つのレーザお
よび１つのモータにより作成される。
【００１４】本発明に係るスキャナ１０の特徴の１つ
は、走査ライン２６が物品３６のバーコードラベル３４
を照射するとき、走査ライン２６の内の一部がスキャナ
のハウジング３２に設けた実質上水平な開口２８を通過
し、残りの一部が実質上垂直な開口３０を通過すること
である。
【００１５】反射光３７は、パターンミラー群１８によ
りミラー回転体１６の方向に戻され、さらにこのミラー
回転体１６により光学トランシーバ１４に向けて導光さ
れる。光学トランシーバ１４は、反射光３７を偏向ミラ
ー１９に向けて導光しかつ焦点合せする。偏向ミラー１
９は、この反射光３７を光検知器２０に向けて導光す
る。光検知器２０は、反射光３７の強度に応じた電気信
号を発生する。
【００１６】図２は本発明に係る光学スキャナ１０の外
観図であり、２つの走査窓（開口）２８，３０の配置状
態を示す。垂直開口３０は実質上垂直面４０内に設けら
れ、通常の大きさの商品を照射するのに充分な大きさを
有している。水平開口２８は、ハウジング３２の上面３
８に設けられ、通常の大きさの商品を照射するのに充分
な大きさを有している。この実施例においては、垂直開
口３０は水平開口２８より大きい。
【００１７】スキャナ１０は、通常の会計カウンタ４２
内に容易に収容できるような形状であることが望まし
い。この場合、ハウジングの上面３８がカウンタの上面
４４と同一面であることが望ましい。
【００１８】図３および図４にパターンミラー群１８の
構成を詳細に示す。このパターンミラー群１８のミラー
は全て平面ミラーである。ミラー回転体１６からの走査
ビーム２４はまずミラー群１８のパターンミラー５０〜
６２からなる第１のパターンミラーセットを順番に照射
し、各々のミラーで反射され続いてミラー群１８のパタ
ーンミラー６４〜７４からなる第２のパターンミラーセ
ットを照射する。
【００１９】パターンミラー５０〜７４に対するＸ，
Ｙ，Ｚ軸からなる基準座標系を図５に示す。ここでは、
座標Ｘｍ，Ｙｍ，Ｚｍをインチ単位で計測し、角度Ｘ
ｒ，Ｙｒを反時計方向を正として度の単位で計測する。
最終配置方向の状態とするために、まず各ミラーを点
（Ｘｍ，Ｙｍ，Ｚｍ）を通してＸ−Ｙ面に平行に配置す
る。続いて各ミラーを、Ｘ軸に平行で点（Ｘｍ，Ｙｍ，
Ｚｍ）を含むＸ’軸廻りに角度Ｘｒだけ回転する。次に
各ミラーを、Ｙ軸に平行で点（Ｘｍ，Ｙｍ，Ｚｍ）を含
むＹ’軸廻りに角度Ｙｒだけ回転する。原点Ｏはミラー
回転体１６の中心である。これらの５つの値により各パ
ターンミラー５０〜７４の配置面が一義的に定まる。各
ミラーに対する５つの値の例を以下の表に示す。
【００２０】
【表１】 ミラー Ｘｍ Ｙｍ Ｚｍ Ｘｒ Ｙｒ ５０ −1.200 0.500 −5.302 33.0 −5.0 ５２ −1.353 0.500 −4.774 15.0 41.0 ５４ −3.575 0.650 −2.393 −35.0 10.0 ５６ −3.575 0.650 0.000 −42.5 90.0 ５８ −3.575 0.650 2.393 −35.0 170.0 ６０ −1.353 0.500 4.774 15.0 139.0 ６２ −1.200 0.500 5.302 33.0 −175.0 ６４ 1.800 −0.525 −0.412 −33.0 −90.0 ６６ 1.800 −0.525 −2.000 −86.5 90.0 ６８ −4.990 8.840 0.000 28.0 69.0 ７０ −4.990 8.840 0.000 28.0 111.0 ７２ 1.800 −0.525 2.000 −86.5 90.0 ７４ 1.800 −0.525 −0.338 −44.6 −90.0
【００２１】ビーム２２はミラー回転体１６の反射平面
ファセット７６〜８０を照射する。各ファセットはそれ
ぞれわずかに異なる立面角を有し３つの異なる走査ビー
ム光路を形成する。この実施例においては、各ファセッ
トの立面角はそれぞれ７６．９５度、７９．００度およ
び８１．０５度である。
【００２２】各ファセットの接合部は隣接するファセッ
ト間の縁部に丸みをつけて中間面８１Ａ，８１Ｂ，８１
Ｃが形成される。さらにこの中間面の縁部はミラー回転
体１６の底部で内側に切込まれている。丸みをつけるこ
とにより、回転体１６の回転に要するトルクを小さくす
ることができる。モータの回転速度が大きいときには、
モータにかかるトルクの大部分は風圧抵抗だからであ
る。従って、ファセットに丸みを付けることにより、モ
ータにかかるトルクを著しく減少させることができ、小
型で安価なモータを効率的に使用することが可能にな
る。さらにこれにより、消費電力を減少させるとともに
熱の発生を減少させることができる。
【００２３】上記構成の光学スキャナが駆動されると、
まずレーザビーム２２がミラー回転体１６の各ミラーフ
ァセットを順番に照射する。各ファセットを照射中に走
査ビーム２４がパターンミラー５０〜６２を順番に照射
する。
【００２４】第１に、光はミラー５０で反射し続いてミ
ラー６６で反射して走査ライン８２を形成する。第２
に、光はミラー５２で反射し続いてミラー６４で反射し
て走査ライン８４を形成する。第３に、光はミラー５４
で反射し続いてミラー６８で反射して走査ライン８６を
形成する。第４に、光はミラー５６で反射し続いてミラ
ー６８で反射して走査ライン８８を形成する。
【００２５】第５に、光はミラー５６で反射し続いてミ
ラー７０で反射して走査ライン９０を形成する。第６
に、光はミラー５８で反射し続いてミラー７０で反射し
て走査ライン９２を形成する。第７に、光はミラー６０
で反射し続いてミラー７４で反射して走査ライン９４を
形成する。第８に、光はミラー６２で反射し続いてミラ
ー７２で反射して走査ライン９６を形成する。
【００２６】上記８つの連続ステップが残り２つのミラ
ー回転体のファセットについて繰返され合計２４本の異
なる走査ライン２６が作成される。
【００２７】図６および図７はそれぞれ図３で説明した
８本の走査ラインを含む垂直走査パターン１００および
水平走査パターン１０２を示す。ミラー回転体１６の３
つのファセットがそれぞれ相互に異なる角度で傾斜して
いるため、２４本の異なる走査ラインが形成される。
【００２８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
複数の異なる走査ラインを一対のミラー回転体とモータ
により作成しこの走査ラインを垂直および水平の２つの
走査窓を通して同時に物品に対し照射することができる
ため、物品に添付されたバーコードラベルを短時間に効
率的に走査することができ、読取り処理の作業効率が高
まる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る２つの開口を有する光学スキャ
ナのブロック構成図である。
【図２】 本発明に係る２つの開口を有する光学スキャ
ナの外観図である。
【図３】 本発明に係る２つの開口を有する光学スキャ
ナの内部構成図である。
【図４】 図３の４−４線に沿った断面図である。
【図５】 本発明に係る２つの開口を有する光学スキャ
ナ内に設けられるパターンミラー群の位置および方向を
定めるための基準座標系の説明図である。
【図６】 本発明に係る２つの開口を有する光学スキャ
ナの第１の開口を通して投射される走査パターンの平面
図である。
【図７】 本発明に係る２つの開口を有する光学スキャ
ナの第２の開口を通して投射される走査パターンの平面
図である。
【符号の説明】
１０；光学スキャナ、１２；レーザ、１４；光学トラン
シーバ、１６；ミラー回転体、１８；パターンミラー
群、１９；偏向ミラー、２０；光検知器、２２；光ビー
ム、２４；走査ビーム、２６；走査ライン、２８；水平
な開口、３０；垂直な開口、３２；ハウジング、３４；
バーコードラベル、３７；反射光。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 バリ マイロン マーガンサーラ アメリカ合衆国 43725 オハイオ、ケン ブリッジ、クリスチャン ヒル ロード 60179

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 レーザビーム光源と；レーザビームを複
    数の方向に反射して第１の群と第２の群とを含む複数の
    走査ビームを作成するための回転体と；前記第１の群の
    走査ビームを実質上垂直方向に反射し、第２の群の走査
    ビームを実質上水平方向に反射するための複数のパター
    ンミラーとを具備したことを特徴とする光学スキャナ。
  2. 【請求項２】 バーコードラベルを有する物品をその物
    品の配置方向変更を小さく抑えて走査する方法におい
    て、 （ａ）１本のレーザビームを発生するステップと； （ｂ）該レーザビームをスキャナのハウジング内の複数
    のパターンミラーで反射して複数の走査ラインを作成す
    るステップと； （ｃ）前記パターンミラーからの走査ラインを前記ハウ
    ジングに設けた複数の開口を通して反射するステップと
    を有することを特徴とするバーコードラベルを有する物
    品の走査方法。
JP4274864A 1991-09-30 1992-09-21 ２つの開口を有する光学スキャナ及びビーム走査方法 Expired - Lifetime JP2747567B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US767746 1991-09-30
US07/767,746 US5229588A (en) 1991-09-30 1991-09-30 Dual aperture optical scanner

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH05205095A true JPH05205095A (ja) 1993-08-13
JP2747567B2 JP2747567B2 (ja) 1998-05-06

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JP4274864A Expired - Lifetime JP2747567B2 (ja) 1991-09-30 1992-09-21 ２つの開口を有する光学スキャナ及びビーム走査方法

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US (4) US5229588A (ja)
EP (1) EP0535905B1 (ja)
JP (1) JP2747567B2 (ja)
DE (1) DE69223581T2 (ja)

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