JPH05225370A - 高周波数低応力走査要素を有する高速走査装置 - Google Patents
高周波数低応力走査要素を有する高速走査装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明の目的は、例えばバーコード記号のよ
うな光反射率が異なる部分を有するしるしを繰り返して
走査するように動作するスキャナ内の走査配列を提供す
ることであり、また、二次元または多軸走査パターンで
高速走査する上記の型の走査配列の動作にも関する。 【構成】 共振非対称走査要素（ＲＡＳＥ）において、
鏡で構成することが好ましい走査要素は、従来のように
その質量の中心においてではなく、上側の側縁に沿って
取り付け、走査要素が高周波で回転する振動回転軸を、
実質的に走査要素の質量の中心に一致せしめている。 【効果】 走査要素を高周波動作させることができるに
も関わらず、走査要素の高速回転軸に賦課される応力は
かなり減少する。
うな光反射率が異なる部分を有するしるしを繰り返して
走査するように動作するスキャナ内の走査配列を提供す
ることであり、また、二次元または多軸走査パターンで
高速走査する上記の型の走査配列の動作にも関する。 【構成】 共振非対称走査要素（ＲＡＳＥ）において、
鏡で構成することが好ましい走査要素は、従来のように
その質量の中心においてではなく、上側の側縁に沿って
取り付け、走査要素が高周波で回転する振動回転軸を、
実質的に走査要素の質量の中心に一致せしめている。 【効果】 走査要素を高周波動作させることができるに
も関わらず、走査要素の高速回転軸に賦課される応力は
かなり減少する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、一般的には、例えばバ
ーコード記号のような光反射率が異なる部分を有するし
るしを繰り返して走査するように動作するスキャナ内の
走査配列に関し、具体的には、上記の型の走査装置の二
次元または多軸走査パターンにおける高速走査動作に関
する。
ーコード記号のような光反射率が異なる部分を有するし
るしを繰り返して走査するように動作するスキャナ内の
走査配列に関し、具体的には、上記の型の走査装置の二
次元または多軸走査パターンにおける高速走査動作に関
する。
【０００２】更に、本発明は特に、現在当分野において
使用されているこの型の走査装置に比してより高い周波
数で動作し、且つ目標対象上のしるしを走査中に受ける
応力がより低く、それにより大振幅動作を可能ならしめ
且つ走査要素即ち鏡の寸法を増大させることを可能なら
しめたことによって、走査要素の効率を最大にした高速
二次元走査用走査要素を提供することを意図している。
使用されているこの型の走査装置に比してより高い周波
数で動作し、且つ目標対象上のしるしを走査中に受ける
応力がより低く、それにより大振幅動作を可能ならしめ
且つ走査要素即ち鏡の寸法を増大させることを可能なら
しめたことによって、走査要素の効率を最大にした高速
二次元走査用走査要素を提供することを意図している。
【０００３】
【従来の技術】パッケージまたは商品のような目標上に
設けられている情報を走査または読み取るためのレーザ
走査装置の使用は当分野においては周知であり、商業的
に広く受け入れられている。因みに、種々の型のレーザ
走査装置にはバーコード読み取り装置のような光学読み
取り装置を含む走査ヘッドが組込まれており、バーコー
ド読み取り装置から投射されたレーザビームによって走
査された目標上の情報、即ちバーコードを読み取るよう
になっている。一般に、特にバーコード読み取り装置の
型のこれらのレーザ走査装置は、製造、出荷のような産
業、及び小売業において広く使用されている。例えばス
ーパーマーケットの勘定カウンタの構造内に恒久的に組
込むことができ、カウンタ表面の下に配置されている固
定バーコード読み取り装置の上を表面にバーコードが印
刷されている、または貼付されている商品を通過させる
と顧客が購入した商品が記録され、同時に表示（及び多
分印刷された記録）が顧客に提供されるようになってい
る。
設けられている情報を走査または読み取るためのレーザ
走査装置の使用は当分野においては周知であり、商業的
に広く受け入れられている。因みに、種々の型のレーザ
走査装置にはバーコード読み取り装置のような光学読み
取り装置を含む走査ヘッドが組込まれており、バーコー
ド読み取り装置から投射されたレーザビームによって走
査された目標上の情報、即ちバーコードを読み取るよう
になっている。一般に、特にバーコード読み取り装置の
型のこれらのレーザ走査装置は、製造、出荷のような産
業、及び小売業において広く使用されている。例えばス
ーパーマーケットの勘定カウンタの構造内に恒久的に組
込むことができ、カウンタ表面の下に配置されている固
定バーコード読み取り装置の上を表面にバーコードが印
刷されている、または貼付されている商品を通過させる
と顧客が購入した商品が記録され、同時に表示（及び多
分印刷された記録）が顧客に提供されるようになってい
る。
【０００４】代替として、バーコード読み取り装置また
はレーザ走査装置は、商品を配列することができる置き
台またはカウンタトップ上に伸びているスタンドとして
構成することも可能であり、また本発明の好ましい実施
例が関係する多くの用途では、ピストルの把手を有する
小型、軽量の銃型装置の形状とすることができる。普
通、この銃型装置は、動作させながら商品または目標上
に印刷されているバーコード記号上をある短い距離だけ
離して通過させると、バーコード記号が提供する情報を
走査できるようになっている。
はレーザ走査装置は、商品を配列することができる置き
台またはカウンタトップ上に伸びているスタンドとして
構成することも可能であり、また本発明の好ましい実施
例が関係する多くの用途では、ピストルの把手を有する
小型、軽量の銃型装置の形状とすることができる。普
通、この銃型装置は、動作させながら商品または目標上
に印刷されているバーコード記号上をある短い距離だけ
離して通過させると、バーコード記号が提供する情報を
走査できるようになっている。
【０００５】従来から、ラベル上に、または物品上に表
示されているバーコード記号を読み取るための光学読み
取り装置及び光学走査装置は種々開発されてきた。バー
コード記号自体は、種々の幅のスペースによって互いに
離間している一連の種々の幅のバーからなるしるしの符
号化されたパターンであり、バーとスペースは異なる光
反射特性を有している。読み取り装置及び走査装置は、
この図形的なしるしを光・電気的に電気信号に変換し、
これらの電気信号は物品、及び物品の若干の特性を記述
するように意図された英数字に解号される。典型的には
これらの文字はディジタル形状で表され、販売時点情報
管理、棚卸し制御等の適用業務のためのデータ処理装置
への入力として使用される。この一般的な型の走査装置
は、例えば、合衆国特許 4,251,798号、 4,369,361号、
4,387,297号、 4.409.470号、 4,760,248号、及び 4,3
69,361号に開示されているので参照されたい。
示されているバーコード記号を読み取るための光学読み
取り装置及び光学走査装置は種々開発されてきた。バー
コード記号自体は、種々の幅のスペースによって互いに
離間している一連の種々の幅のバーからなるしるしの符
号化されたパターンであり、バーとスペースは異なる光
反射特性を有している。読み取り装置及び走査装置は、
この図形的なしるしを光・電気的に電気信号に変換し、
これらの電気信号は物品、及び物品の若干の特性を記述
するように意図された英数字に解号される。典型的には
これらの文字はディジタル形状で表され、販売時点情報
管理、棚卸し制御等の適用業務のためのデータ処理装置
への入力として使用される。この一般的な型の走査装置
は、例えば、合衆国特許 4,251,798号、 4,369,361号、
4,387,297号、 4.409.470号、 4,760,248号、及び 4,3
69,361号に開示されているので参照されたい。
【０００６】上記特許の幾つかに開示されているよう
に、このような走査装置の１実施例は、特に、読み取る
べき目標及び記号をユーザが手持ちしたヘッド、具体的
にはヘッドから投射される光ビームまたはレーザビーム
によって狙うことができるように構成されている携帯用
レーザ走査ヘッドに関連している。レーザスキャナの光
源は、典型的にはガスレーザまたは半導体レーザであ
る。走査装置の光源としてレーザダイオードのような半
導体装置の使用は、それらの寸法が小さく、低価格であ
り、必要とする電力が低いことから特に望ましい。レー
ザビームは、典型的にはレンズによって光学的に変更さ
れ、目標距離においてある寸法のビームスポットを形成
する。目標距離におけるビームスポット寸法は光反射率
の異なる領域、即ち記号のバー及びスペース間の最小幅
とほぼ同一にすることが好ましい。
に、このような走査装置の１実施例は、特に、読み取る
べき目標及び記号をユーザが手持ちしたヘッド、具体的
にはヘッドから投射される光ビームまたはレーザビーム
によって狙うことができるように構成されている携帯用
レーザ走査ヘッドに関連している。レーザスキャナの光
源は、典型的にはガスレーザまたは半導体レーザであ
る。走査装置の光源としてレーザダイオードのような半
導体装置の使用は、それらの寸法が小さく、低価格であ
り、必要とする電力が低いことから特に望ましい。レー
ザビームは、典型的にはレンズによって光学的に変更さ
れ、目標距離においてある寸法のビームスポットを形成
する。目標距離におけるビームスポット寸法は光反射率
の異なる領域、即ち記号のバー及びスペース間の最小幅
とほぼ同一にすることが好ましい。
【０００７】バーコード記号は複数のバー、即ち典型的
には矩形の形状の種々の考え得る幅を有する要素で形成
されている。これらの要素の特定の配列が、使用するコ
ードまたは“記号法”によって指定されている規則及び
定義に従って表される文字を限定する。バーとスペース
との相対寸法は、使用するコードの型によって決められ
ている。バーコード記号によって表されるインチ当たり
の文字の数を、記号の密度と呼ぶ。文字の所望のシーケ
ンスを符号化するためには文字配列の収集を互いに連結
し、メッセージの各文字は要素のそれ自体の対応群によ
って表すようにする。若干の記号法では、バーコードの
始まり及び終わりを指示するための独特な“開始”及び
“停止”文字を使用している。多くの異なるバーコード
記号法が存在している。これらの記号法にはＵＰＣ／Ｅ
ＡＮ、コード３９、コード１２８、コードバー、及びイ
ンタリーブド２オブ５が含まれる。
には矩形の形状の種々の考え得る幅を有する要素で形成
されている。これらの要素の特定の配列が、使用するコ
ードまたは“記号法”によって指定されている規則及び
定義に従って表される文字を限定する。バーとスペース
との相対寸法は、使用するコードの型によって決められ
ている。バーコード記号によって表されるインチ当たり
の文字の数を、記号の密度と呼ぶ。文字の所望のシーケ
ンスを符号化するためには文字配列の収集を互いに連結
し、メッセージの各文字は要素のそれ自体の対応群によ
って表すようにする。若干の記号法では、バーコードの
始まり及び終わりを指示するための独特な“開始”及び
“停止”文字を使用している。多くの異なるバーコード
記号法が存在している。これらの記号法にはＵＰＣ／Ｅ
ＡＮ、コード３９、コード１２８、コードバー、及びイ
ンタリーブド２オブ５が含まれる。
【０００８】説明の目的から、ある記号法によって認識
され、限定される文字を正当文字と呼び、その記号法に
よって認識されず、限定されない文字を不当文字と呼ぶ
ことにする。即ち、所与の記号法によって解号できない
要素の配列は、その記号法の（１または複数の）不当文
字に対応することになる。所与の量の表面積内に表すこ
とができる、または記憶させることができるデータの量
を増大させるために、幾つかの新しいバーコード記号法
が近年開発された。これらの新コード標準の１つである
コード４９は、バーを水平方向に伸ばす代わりに、文字
行を垂直に積み重ねることによって“二次元”概念を導
入した。即ち、バー及びスペースパターンは１行だけで
はなく、幾つかの行が存在しているのである。コード４
９の構造に関しては、合衆国特許 4,794,239号を参照さ
れたい。
され、限定される文字を正当文字と呼び、その記号法に
よって認識されず、限定されない文字を不当文字と呼ぶ
ことにする。即ち、所与の記号法によって解号できない
要素の配列は、その記号法の（１または複数の）不当文
字に対応することになる。所与の量の表面積内に表すこ
とができる、または記憶させることができるデータの量
を増大させるために、幾つかの新しいバーコード記号法
が近年開発された。これらの新コード標準の１つである
コード４９は、バーを水平方向に伸ばす代わりに、文字
行を垂直に積み重ねることによって“二次元”概念を導
入した。即ち、バー及びスペースパターンは１行だけで
はなく、幾つかの行が存在しているのである。コード４
９の構造に関しては、合衆国特許 4,794,239号を参照さ
れたい。
【０００９】通常手持ち読み取り装置が実行するような
一次元単線走査は、これらの二次元バーコードを読み取
る際に欠陥を呈する。即ち、読み取り装置で各行を個々
に狙わなければならないのである。同様に、多重走査線
読み取り装置は、互いにある角度をなしている複数の走
査線を発生するので、コード４９型の二次元記号を認識
するのに適してはいない。
一次元単線走査は、これらの二次元バーコードを読み取
る際に欠陥を呈する。即ち、読み取り装置で各行を個々
に狙わなければならないのである。同様に、多重走査線
読み取り装置は、互いにある角度をなしている複数の走
査線を発生するので、コード４９型の二次元記号を認識
するのに適してはいない。
【００１０】周知の走査装置では、光ビームはレンズま
たは類似光学成分によって、表面上のバーコード記号を
含む目標に向かう光路に沿って導かれる。この走査は、
記号を横切る１つの線または一連の線の形状で光ビーム
を繰り返し走査させることによって遂行される。走査成
分は、記号を横切ってビームスポットを掃引させること
によって高速繰り返しモードで記号を横切って通過する
走査線を描くか、またはスキャナの視野を走査するの何
れか、または両方を採用した駆動モータまたはスキャナ
モータを組込むことができる。
たは類似光学成分によって、表面上のバーコード記号を
含む目標に向かう光路に沿って導かれる。この走査は、
記号を横切る１つの線または一連の線の形状で光ビーム
を繰り返し走査させることによって遂行される。走査成
分は、記号を横切ってビームスポットを掃引させること
によって高速繰り返しモードで記号を横切って通過する
走査線を描くか、またはスキャナの視野を走査するの何
れか、または両方を採用した駆動モータまたはスキャナ
モータを組込むことができる。
【００１１】走査装置は、通常は記号から反射した光を
検出するように機能するセンサまたは光検出器をも含
む。従って光検出器は、スキャナ内に、またはある光路
（光検出器は記号を横切って伸び且つ記号を僅かに通過
する視野をこの光路内に有している）内に位置決めされ
ている。記号から反射された反射光の一部は検出されて
電気信号に変換され、電子回路またはソフトウエアは電
気信号を走査された記号によって表されているデータの
ディジタル表現に解号する。例えば、光検出器からのア
ナログ電気信号は、典型的に、パルス幅がバー及びスペ
ースの物理的幅に対応するパルス幅変調されたディジタ
ル信号に変換することができる。次いでこの信号は、特
定記号法に従って、記号内に符号化されているデータの
２進表現に、そしてそのように表現された英数字に解号
される。
検出するように機能するセンサまたは光検出器をも含
む。従って光検出器は、スキャナ内に、またはある光路
（光検出器は記号を横切って伸び且つ記号を僅かに通過
する視野をこの光路内に有している）内に位置決めされ
ている。記号から反射された反射光の一部は検出されて
電気信号に変換され、電子回路またはソフトウエアは電
気信号を走査された記号によって表されているデータの
ディジタル表現に解号する。例えば、光検出器からのア
ナログ電気信号は、典型的に、パルス幅がバー及びスペ
ースの物理的幅に対応するパルス幅変調されたディジタ
ル信号に変換することができる。次いでこの信号は、特
定記号法に従って、記号内に符号化されているデータの
２進表現に、そしてそのように表現された英数字に解号
される。
【００１２】既知の走査装置における解号処理過程は、
通常は以下の通りである。デコーダはスキャナからパル
ス幅変調されたディジタル信号を受け、ソフトウエアで
実現されているアルゴリズムが走査を解号する。もし走
査内の開始及び停止文字及びそれらの間の文字が成功裏
に且つ完全に解号されれば、解号プロセスは終了し、緑
灯及び可聴ビープの両方または何れか一方のような読み
取り成功表示がユーザに与えられる。解号に成功しなけ
れば、デコーダは次の走査を受け、その走査に対して別
の解号試行を遂行する等々、走査が完全に解号される
か、またはそれ以上の走査が使用できなくなるまでこの
処理過程を続行する。
通常は以下の通りである。デコーダはスキャナからパル
ス幅変調されたディジタル信号を受け、ソフトウエアで
実現されているアルゴリズムが走査を解号する。もし走
査内の開始及び停止文字及びそれらの間の文字が成功裏
に且つ完全に解号されれば、解号プロセスは終了し、緑
灯及び可聴ビープの両方または何れか一方のような読み
取り成功表示がユーザに与えられる。解号に成功しなけ
れば、デコーダは次の走査を受け、その走査に対して別
の解号試行を遂行する等々、走査が完全に解号される
か、またはそれ以上の走査が使用できなくなるまでこの
処理過程を続行する。
【００１３】次いでこの信号は、特定の記号法に従っ
て、記号内に符号化されているデータの２進表現に、そ
してそのように表現された英数字に解号される。バーコ
ード記号を読み取ることができる光学機器はレーザスキ
ャナだけではない。別の型のバーコード読み取り装置
は、電荷結合装置（ＣＣＤ）技術に基づいた検出器を組
込んだものである。この読み取り装置では、検出器の寸
法は、読み取るべき記号より大きいかまたは実質的に等
しい。記号全体は読み取り装置からの光でフラッドさ
れ、各ＣＣＤセルが順次に読み出されてバーまたはスペ
ースの存在が決定される。これらの読み取り装置は軽量
であり、取り扱いが容易であるが、記号を正しく読み取
ることができるようにするためには、読み取り装置を実
質的に記号に直接接触させるか、または記号上に配置す
る必要がある。このように読み取り装置と記号とを物理
的に接触させることは、若干の応用においては好ましい
動作モードであるか、またはユーザの個人的な好みの問
題である。
て、記号内に符号化されているデータの２進表現に、そ
してそのように表現された英数字に解号される。バーコ
ード記号を読み取ることができる光学機器はレーザスキ
ャナだけではない。別の型のバーコード読み取り装置
は、電荷結合装置（ＣＣＤ）技術に基づいた検出器を組
込んだものである。この読み取り装置では、検出器の寸
法は、読み取るべき記号より大きいかまたは実質的に等
しい。記号全体は読み取り装置からの光でフラッドさ
れ、各ＣＣＤセルが順次に読み出されてバーまたはスペ
ースの存在が決定される。これらの読み取り装置は軽量
であり、取り扱いが容易であるが、記号を正しく読み取
ることができるようにするためには、読み取り装置を実
質的に記号に直接接触させるか、または記号上に配置す
る必要がある。このように読み取り装置と記号とを物理
的に接触させることは、若干の応用においては好ましい
動作モードであるか、またはユーザの個人的な好みの問
題である。
【００１４】
【発明の概要】要約すれば、本発明は、例えば３５０Ｈ
ｚから１２００Ｈｚまでの範囲のような高周波で走査動
作するが、大寸法走査要素即ち鏡が低い応力しか受けな
いように独特に支持され、寸法決めされている高速振動
走査要素即ち鏡を組込んだスキャナの開発を企図してい
る。これにより走査要素の構造及び使用の効率が最大に
なり、大きい掃引即ち振幅で高周波走査動作を遂行させ
ることが可能になるが、このような高い動作周波数中に
鏡に加わる応力は到達可能な最低レベルに抑えられ、同
時に鏡寸法が改善されるため、この要素のサービス寿命
も増大する。
ｚから１２００Ｈｚまでの範囲のような高周波で走査動
作するが、大寸法走査要素即ち鏡が低い応力しか受けな
いように独特に支持され、寸法決めされている高速振動
走査要素即ち鏡を組込んだスキャナの開発を企図してい
る。これにより走査要素の構造及び使用の効率が最大に
なり、大きい掃引即ち振幅で高周波走査動作を遂行させ
ることが可能になるが、このような高い動作周波数中に
鏡に加わる応力は到達可能な最低レベルに抑えられ、同
時に鏡寸法が改善されるため、この要素のサービス寿命
も増大する。
【００１５】以上のように本発明は、不可欠的に、共振
非対称走査要素（ resonance asymmetric scan element
: ＲＡＳＥ）を組込んだ走査装置を提供することを意
図するものであり、この走査装置では、鏡からなること
が好ましい走査要素は、従来のように鏡の質量の中心が
取り付けられているのではなく、実質的にその上側の縁
に沿って振動付与用ばね手段に取り付けられている。こ
れによって、走査要素をより高い周波数で動作させるこ
とができ、しかも走査要素、即ち鏡の高速回転軸に加わ
る応力を低くすることができる。即ち、本質的には、鏡
が高周波回転する振動回転軸が実質的にその質量の中心
に一致するために、振動運動によって生成される応力は
極めて低く且つ耐え得るレベルにまで劇的に低下するの
で、高周波走査動作が可能になり、鏡とその独特なホー
ルダ構造への取り付けの構成及び寸法が改善され、上述
の動作をそれに付随する全ての利点と共に達成すること
ができる。
非対称走査要素（ resonance asymmetric scan element
: ＲＡＳＥ）を組込んだ走査装置を提供することを意
図するものであり、この走査装置では、鏡からなること
が好ましい走査要素は、従来のように鏡の質量の中心が
取り付けられているのではなく、実質的にその上側の縁
に沿って振動付与用ばね手段に取り付けられている。こ
れによって、走査要素をより高い周波数で動作させるこ
とができ、しかも走査要素、即ち鏡の高速回転軸に加わ
る応力を低くすることができる。即ち、本質的には、鏡
が高周波回転する振動回転軸が実質的にその質量の中心
に一致するために、振動運動によって生成される応力は
極めて低く且つ耐え得るレベルにまで劇的に低下するの
で、高周波走査動作が可能になり、鏡とその独特なホー
ルダ構造への取り付けの構成及び寸法が改善され、上述
の動作をそれに付随する全ての利点と共に達成すること
ができる。
【００１６】以上のように、本発明は独特な走査装置を
提供することによって実現され、構造的に実施されてい
る。鏡からなることが好ましい走査要素は、鏡の上側縁
と握り係合する、即ち鏡の上側縁を挟んで保持する新規
なホールダを有する走査装置のＵ字形ばねのような震動
成分上に取り付けられている。走査要素即ち鏡は、震動
成分上のその高速または高周波回転軸が本質的にその質
量の中心に一致するような形状である。これは、事実
上、鏡の取り付け領域において生成される如何なる震動
応力をも装置の高周波動作と、大寸法の鏡の使用とを容
易ならしめるような比較的低レベルまで低下させ、それ
によって走査動作の質を大幅に改善させながら成分のサ
ービス寿命を増加させるようになる。
提供することによって実現され、構造的に実施されてい
る。鏡からなることが好ましい走査要素は、鏡の上側縁
と握り係合する、即ち鏡の上側縁を挟んで保持する新規
なホールダを有する走査装置のＵ字形ばねのような震動
成分上に取り付けられている。走査要素即ち鏡は、震動
成分上のその高速または高周波回転軸が本質的にその質
量の中心に一致するような形状である。これは、事実
上、鏡の取り付け領域において生成される如何なる震動
応力をも装置の高周波動作と、大寸法の鏡の使用とを容
易ならしめるような比較的低レベルまで低下させ、それ
によって走査動作の質を大幅に改善させながら成分のサ
ービス寿命を増加させるようになる。
【００１７】本発明の別の面によれば、走査要素即ち鏡
は、走査要素を高周波走査動作させるようになっている
ホールダに取り付けられる。ホールダに締め付けられる
側縁を有する鏡の上側部分は比較的狭い幅の矩形状をな
し、鏡の高速または高周波震動回転軸が実質的に鏡の質
量の中心と一致するような寸法で且つ比較的大表面の下
側部分の鏡と一体になっている。このホールダは、ホー
ルダを取り付けているＵ字形ばねの上端において鏡の側
縁に沿って伸びる握り腕即ち内側に折り曲げられたクリ
ップからなることができ、このばねが高周波震動を行う
震動要素を形成している。独特の形状の走査要素即ち鏡
の上側の側縁部分は、鏡の高周波、高速振動回転軸が本
質的に鏡の質量の中心に一致するようにホールダの柔軟
な握り腕内に挿入されているために、スキャナ配列の高
周波動作中に鏡の支持構造内の震動応力のレベルはかな
り減少する。この目的のために、ホールダ及びばねの両
方または何れか一方は、機械的に強く、しかも軽量で柔
軟性が極めて大きいベリリウム・銅合金製とすることが
できる。
は、走査要素を高周波走査動作させるようになっている
ホールダに取り付けられる。ホールダに締め付けられる
側縁を有する鏡の上側部分は比較的狭い幅の矩形状をな
し、鏡の高速または高周波震動回転軸が実質的に鏡の質
量の中心と一致するような寸法で且つ比較的大表面の下
側部分の鏡と一体になっている。このホールダは、ホー
ルダを取り付けているＵ字形ばねの上端において鏡の側
縁に沿って伸びる握り腕即ち内側に折り曲げられたクリ
ップからなることができ、このばねが高周波震動を行う
震動要素を形成している。独特の形状の走査要素即ち鏡
の上側の側縁部分は、鏡の高周波、高速振動回転軸が本
質的に鏡の質量の中心に一致するようにホールダの柔軟
な握り腕内に挿入されているために、スキャナ配列の高
周波動作中に鏡の支持構造内の震動応力のレベルはかな
り減少する。この目的のために、ホールダ及びばねの両
方または何れか一方は、機械的に強く、しかも軽量で柔
軟性が極めて大きいベリリウム・銅合金製とすることが
できる。
【００１８】従って、本発明の目的は、質量の中心が高
速振動回転軸に本質的に一致するように振動付与成分の
ホールダ上に取り付けられ、結果としてその支持構造内
の応力を減少せしめるようになっている独特な寸法の走
査要素即ち鏡を提供することである。本発明の別の目的
は、質量の中心が高速即ち高周波回転軸と本質的に一致
するように寸法決めされ、振動するように取り付けられ
ている走査鏡を備えた共振非対称走査要素を含む上述の
型の走査配列を提供することである。
速振動回転軸に本質的に一致するように振動付与成分の
ホールダ上に取り付けられ、結果としてその支持構造内
の応力を減少せしめるようになっている独特な寸法の走
査要素即ち鏡を提供することである。本発明の別の目的
は、質量の中心が高速即ち高周波回転軸と本質的に一致
するように寸法決めされ、振動するように取り付けられ
ている走査鏡を備えた共振非対称走査要素を含む上述の
型の走査配列を提供することである。
【００１９】本発明の更に別の目的は、高速二次元走査
パターンを実現している時に高周波動作によって生成さ
れる震動応力を実質的に減少させるように、上述の本発
明による非対称共振走査要素を使用する新規な方法に関
する。以下に添付図面に基づいて本発明の実施例を説明
する。
パターンを実現している時に高周波動作によって生成さ
れる震動応力を実質的に減少させるように、上述の本発
明による非対称共振走査要素を使用する新規な方法に関
する。以下に添付図面に基づいて本発明の実施例を説明
する。
【００２０】
【実施例】添付図面を参照する。図１に概要を示すレー
ザ走査装置は手持ち式銃型形状のバーコード読み取り装
置１００（これは典型的な実施例であり、他の種類の形
状のスキャナに対しても本発明を適用できることは明白
である）は、ピストル把手型のハンドル１５３を有し、
ユーザは読み取るべき記号に狙いをつけて可動引き金１
５４を引いて光ビーム１５１を発射させ、検出器回路を
作動させることができる。もし装置１００が電源内蔵式
であれば、このようにすることによって電池の寿命が節
約されるのである。軽量プラスチックハウジング１５５
がレーザ光源、検出器１５８、光及び信号処理回路、Ｃ
ＰＵ１４０、及び電源即ち電池１６２を格納している。
ハウジング１５５の前面の光透過性の窓１５６は出力光
ビーム１５１が出て行き、到来反射光１５２が進入する
のを許容する。読み取り装置１００は、ユーザが読み取
り装置１００をバーコード記号から離間した位置から、
即ち記号に接触させずに記号を狙い、記号を横切って運
動させるように設計されている。典型的には、この型の
手持ちバーコード読み取り装置は、記号に接触させる位
置から多分数インチまたはそれ以上の距離の範囲におい
て作動させるように指定されている。
ザ走査装置は手持ち式銃型形状のバーコード読み取り装
置１００（これは典型的な実施例であり、他の種類の形
状のスキャナに対しても本発明を適用できることは明白
である）は、ピストル把手型のハンドル１５３を有し、
ユーザは読み取るべき記号に狙いをつけて可動引き金１
５４を引いて光ビーム１５１を発射させ、検出器回路を
作動させることができる。もし装置１００が電源内蔵式
であれば、このようにすることによって電池の寿命が節
約されるのである。軽量プラスチックハウジング１５５
がレーザ光源、検出器１５８、光及び信号処理回路、Ｃ
ＰＵ１４０、及び電源即ち電池１６２を格納している。
ハウジング１５５の前面の光透過性の窓１５６は出力光
ビーム１５１が出て行き、到来反射光１５２が進入する
のを許容する。読み取り装置１００は、ユーザが読み取
り装置１００をバーコード記号から離間した位置から、
即ち記号に接触させずに記号を狙い、記号を横切って運
動させるように設計されている。典型的には、この型の
手持ちバーコード読み取り装置は、記号に接触させる位
置から多分数インチまたはそれ以上の距離の範囲におい
て作動させるように指定されている。
【００２１】更に図１に示されているように、適当なレ
ンズ１５７（または多重レンズ系）を使用して走査ビー
ムを適切な基準面にあるバーコード記号１７０に集束さ
せることができる。半導体レーザダイオードのような光
源１４６が、光ビームをレンズ１５７の軸内に導くよう
に位置決めされており、ビームは半透過鏡１４７及び必
要に応じて他のレンズまたはビーム成形構造を通過し、
引き金１５４が引かれた時に動作する走査電動機１６０
に取り付けられている振動鏡または走査要素１５９に到
達する。もし光を不可視光源１４６によって発生させる
のであれば、必要ならば、固定の、またはレーザビーム
と全く同様に走査される可視光スポットを発生させる。
ユーザはこの可視光を使用して引き金１５４を引く前に
読み取り装置で記号に狙いをつける。
ンズ１５７（または多重レンズ系）を使用して走査ビー
ムを適切な基準面にあるバーコード記号１７０に集束さ
せることができる。半導体レーザダイオードのような光
源１４６が、光ビームをレンズ１５７の軸内に導くよう
に位置決めされており、ビームは半透過鏡１４７及び必
要に応じて他のレンズまたはビーム成形構造を通過し、
引き金１５４が引かれた時に動作する走査電動機１６０
に取り付けられている振動鏡または走査要素１５９に到
達する。もし光を不可視光源１４６によって発生させる
のであれば、必要ならば、固定の、またはレーザビーム
と全く同様に走査される可視光スポットを発生させる。
ユーザはこの可視光を使用して引き金１５４を引く前に
読み取り装置で記号に狙いをつける。
【００２２】二次元または２軸走査パターンを実現する
典型的な走査配列２００を表す図２に示すように、ホー
ルダ２０２は、１対の腕２０６及び２０８を有するＵ字
形ばね２０４を組込んでいる。例えば光反射器即ち鏡の
ような走査要素２１０が腕２０８の自由端に固定され、
一方永久磁石２１２が反対の腕２０６の自由端に取り付
けられている。電磁コイル２１４が直立支持部材２１６
上に固定され、支持部材２１６はベース２１８に固定さ
れている。電気入力リード２２０は電磁コイル２１４へ
賦勢用信号を供給する。腕２０６及び永久磁石２１２は
全体的に平らなばね部材２２２の一端２２２ａに固定さ
れている。ばね部材２２２の他端２２２ｂはベースに２
１８に固定されている。平らなばね２２２は、板ばね、
柔軟な金属箔、平らなバーのような、如何なる適当な材
料製であっても差し支えない。Ｕ字形ばね構造２０４、
２０６、２０８からなるホールダも弾力的な、または柔
軟な特性を有する如何なる適当な材料製であっても差し
支えない。好ましい材料としてはベリリュウム・銅合金
がある。永久磁石２１２の質量に等しくすることができ
る鏡２１０の質量は、若干の場合には、Ｕ字形ばね２０
４の等価質量よりも遥かに大きくすることができる。
典型的な走査配列２００を表す図２に示すように、ホー
ルダ２０２は、１対の腕２０６及び２０８を有するＵ字
形ばね２０４を組込んでいる。例えば光反射器即ち鏡の
ような走査要素２１０が腕２０８の自由端に固定され、
一方永久磁石２１２が反対の腕２０６の自由端に取り付
けられている。電磁コイル２１４が直立支持部材２１６
上に固定され、支持部材２１６はベース２１８に固定さ
れている。電気入力リード２２０は電磁コイル２１４へ
賦勢用信号を供給する。腕２０６及び永久磁石２１２は
全体的に平らなばね部材２２２の一端２２２ａに固定さ
れている。ばね部材２２２の他端２２２ｂはベースに２
１８に固定されている。平らなばね２２２は、板ばね、
柔軟な金属箔、平らなバーのような、如何なる適当な材
料製であっても差し支えない。Ｕ字形ばね構造２０４、
２０６、２０８からなるホールダも弾力的な、または柔
軟な特性を有する如何なる適当な材料製であっても差し
支えない。好ましい材料としてはベリリュウム・銅合金
がある。永久磁石２１２の質量に等しくすることができ
る鏡２１０の質量は、若干の場合には、Ｕ字形ばね２０
４の等価質量よりも遥かに大きくすることができる。
【００２３】若干の環境の下では、ラスタ型走査パター
ンでしるしを走査することが望ましいかも知れない。こ
の走査パターンでは、実質的に水平で、実質的に平行な
一連の走査線によって所望の走査領域を一様にカバーす
るために、上側の水平走査線から始めて下方に進み、多
くの中間水平走査線を通って下側の水平走査線まで走査
領域を横切って行く。ラスタ型走査パターンを得るため
に、Ｕ字形ばね２０４及び平らなばね２２２は、互いに
直交す面内で震動するように配列することができる。図
示のように、Ｕ字形ばね２０４の腕はＸ−Ｚ面内で震動
し、平らなばね２２２はＸ−Ｙ面内で震動する。ホール
ダ構造２０２のこの配列によって鏡即ち走査要素または
スキャナ成分２１０は、第１及び第２の走査端位置対の
間を、第１及び第２の交互円周方向に角振動運動するよ
うに取り付けられている。更に、それぞれの形状及び位
置決めによって、Ｕ字形ばね２０４は高い周波数範囲、
典型的には２００乃至８００Ｈｚで震動し、平らなばね
２２２は低い周波数範囲、典型的には約５０乃至２００
Ｈｚで震動する。記号を走査するために必要な震動の振
幅は、典型的には光学的に少なくとも１０乃至３０°で
あろう。ホールダ配列２０２が発生する走査線による角
振幅を増加させるには（若干の応用にとっては望ましい
ことであるかも知れない）、Ｕ字形ばね２０４の腕を非
対称寸法に構成する、実際には異なる長さにして走査要
素が非対称共振するようにすることによって容易に達成
することができる。即ち、特定実施例では、腕２０８を
腕２０６より短くし、長さ比を少なくとも２：１にする
ことができる。以上のようにＵ字形ばね２０４を非対称
寸法にすると、ラスタ型パターンのＸ方向走査線がより
長くなる。
ンでしるしを走査することが望ましいかも知れない。こ
の走査パターンでは、実質的に水平で、実質的に平行な
一連の走査線によって所望の走査領域を一様にカバーす
るために、上側の水平走査線から始めて下方に進み、多
くの中間水平走査線を通って下側の水平走査線まで走査
領域を横切って行く。ラスタ型走査パターンを得るため
に、Ｕ字形ばね２０４及び平らなばね２２２は、互いに
直交す面内で震動するように配列することができる。図
示のように、Ｕ字形ばね２０４の腕はＸ−Ｚ面内で震動
し、平らなばね２２２はＸ−Ｙ面内で震動する。ホール
ダ構造２０２のこの配列によって鏡即ち走査要素または
スキャナ成分２１０は、第１及び第２の走査端位置対の
間を、第１及び第２の交互円周方向に角振動運動するよ
うに取り付けられている。更に、それぞれの形状及び位
置決めによって、Ｕ字形ばね２０４は高い周波数範囲、
典型的には２００乃至８００Ｈｚで震動し、平らなばね
２２２は低い周波数範囲、典型的には約５０乃至２００
Ｈｚで震動する。記号を走査するために必要な震動の振
幅は、典型的には光学的に少なくとも１０乃至３０°で
あろう。ホールダ配列２０２が発生する走査線による角
振幅を増加させるには（若干の応用にとっては望ましい
ことであるかも知れない）、Ｕ字形ばね２０４の腕を非
対称寸法に構成する、実際には異なる長さにして走査要
素が非対称共振するようにすることによって容易に達成
することができる。即ち、特定実施例では、腕２０８を
腕２０６より短くし、長さ比を少なくとも２：１にする
ことができる。以上のようにＵ字形ばね２０４を非対称
寸法にすると、ラスタ型パターンのＸ方向走査線がより
長くなる。
【００２４】対称寸法型Ｕ字形ばねに比して角振幅を１
００％も増加させることができる他に、非対称寸法Ｕ字
形ばねは、節点がばねの湾曲した部分に位置しなくなる
ので、金属疲労及び割れに対して長寿命になる。この型
の構造は、Ｕ字形ばねが磁石端においてのみ支持され、
磁石の角運動を走査成分即ち鏡２１０の角運動の複数分
の一まで低下させることができるので、ベースに伝わる
震動が少なくなるという利益も得られる。
００％も増加させることができる他に、非対称寸法Ｕ字
形ばねは、節点がばねの湾曲した部分に位置しなくなる
ので、金属疲労及び割れに対して長寿命になる。この型
の構造は、Ｕ字形ばねが磁石端においてのみ支持され、
磁石の角運動を走査成分即ち鏡２１０の角運動の複数分
の一まで低下させることができるので、ベースに伝わる
震動が少なくなるという利益も得られる。
【００２５】図３及び４は、上述した型の走査配列に関
する現在の技術的開発を説明するものであり、図３は対
称型Ｕ字形ばねを、また図４は非対称型、即ち腕の長さ
が等しくないＵ字形ばねを示しているが、これらは本発
明によって完全に解消される種々の欠陥を有している。
図３及び４に示す従来の構造の走査配列から進歩させた
本発明の走査配列を図５及び６に示す。図３に示す典型
的な音又型のＵ字形ばね３００は長さが等しい腕３０２
及び３０４を有し、腕３０２の自由端に永久磁石３０６
が取り付けられており、一方反対の腕３０４の自由端は
走査要素即ち鏡３０８の中心を支持している。従って距
離ｒは、表面寸法をｌで示すこの鏡では鏡の質量の中心
から高速回転軸（本質的には鏡の高周波振動軸）までの
距離を表している。従って、Ｕ字形ばね３００によって
限定される撓み部材において（実際には走査装置のＵ字
形ばね３００内の走査要素即ち鏡３０８の取り付け箇所
において）生成される応力は、本質的に次式によって表
される。
する現在の技術的開発を説明するものであり、図３は対
称型Ｕ字形ばねを、また図４は非対称型、即ち腕の長さ
が等しくないＵ字形ばねを示しているが、これらは本発
明によって完全に解消される種々の欠陥を有している。
図３及び４に示す従来の構造の走査配列から進歩させた
本発明の走査配列を図５及び６に示す。図３に示す典型
的な音又型のＵ字形ばね３００は長さが等しい腕３０２
及び３０４を有し、腕３０２の自由端に永久磁石３０６
が取り付けられており、一方反対の腕３０４の自由端は
走査要素即ち鏡３０８の中心を支持している。従って距
離ｒは、表面寸法をｌで示すこの鏡では鏡の質量の中心
から高速回転軸（本質的には鏡の高周波振動軸）までの
距離を表している。従って、Ｕ字形ばね３００によって
限定される撓み部材において（実際には走査装置のＵ字
形ばね３００内の走査要素即ち鏡３０８の取り付け箇所
において）生成される応力は、本質的に次式によって表
される。
【００２６】 Ｓ＝（６／ｗｔ2 ）・α・（２πｆ）2 ・Ｍ｛（ｌ2 ／１２）＋ｒ2 ｝ ここに、 Ｓ＝ホールダ（撓み部材またはばね）内の応力 ｗ＝撓み部材の幅（及びＵ字形ばね３００の幅） ｔ＝撓み部材（ばね３００）の厚み α＝（鏡の）最大偏向角 ｆ＝震動の周波数 Ｍ＝鏡の質量 ｌ＝鏡の寸法（表面積） ｒ＝鏡の質量の中心から高速回転軸までの距離 である。
【００２７】上式から、撓み部材内の応力レベルの大部
分を制御する要因が、主として、鏡即ち走査要素３０８
の質量の中心と、撓み部材即ちＵ字形ばね３００の高速
即ち高周波回転軸との間の距離ｒによって表されること
が分かる。図４は、図２に示すような鏡保持成分と、非
対称Ｕ字形ばね２０４（腕２０８が腕２０６よりもかな
り短い）とを図式的に表している。図３の対称Ｕ字形ば
ねと比較すると、明らかに、鏡の質量の中心と高速回転
軸との間の距離ｒは、この共振非対称走査要素の方がか
なり短い。従って、撓み部材即ちＵ字形ばね２０４内で
生成される応力は、“ｒ2 ”（ｒの２乗）の差の関数だ
け（図３の長さが等しい腕を有するＵ字形ばねにおいて
発生する応力に比してかなりな量だけ）減少する。
分を制御する要因が、主として、鏡即ち走査要素３０８
の質量の中心と、撓み部材即ちＵ字形ばね３００の高速
即ち高周波回転軸との間の距離ｒによって表されること
が分かる。図４は、図２に示すような鏡保持成分と、非
対称Ｕ字形ばね２０４（腕２０８が腕２０６よりもかな
り短い）とを図式的に表している。図３の対称Ｕ字形ば
ねと比較すると、明らかに、鏡の質量の中心と高速回転
軸との間の距離ｒは、この共振非対称走査要素の方がか
なり短い。従って、撓み部材即ちＵ字形ばね２０４内で
生成される応力は、“ｒ2 ”（ｒの２乗）の差の関数だ
け（図３の長さが等しい腕を有するＵ字形ばねにおいて
発生する応力に比してかなりな量だけ）減少する。
【００２８】しかしながら上式におけるｒの値から明ら
かなように、走査動作中に鏡の取り付け位置において撓
み部材即ちＵ字形ばねが遭遇する応力Ｓのレベルは、鏡
をホールダ上に取り付け、且つ、鏡の質量の中心と高速
回転軸（実際には鏡の高周波振動軸）とを実質的に一致
せしめ、上式内のｒの値を実質的に０まで低下させる配
列が得られるように鏡の形状を設計することによって、
更に大幅に減少させ、最適化することができる。上述の
撓み部材即ちばねの応力方程式のｒの値を０にすると、
Ｕ字形ばねによって表される撓み部材が走査要素即ち鏡
の振動中に受ける応力のレベルはかなり減少する。
かなように、走査動作中に鏡の取り付け位置において撓
み部材即ちＵ字形ばねが遭遇する応力Ｓのレベルは、鏡
をホールダ上に取り付け、且つ、鏡の質量の中心と高速
回転軸（実際には鏡の高周波振動軸）とを実質的に一致
せしめ、上式内のｒの値を実質的に０まで低下させる配
列が得られるように鏡の形状を設計することによって、
更に大幅に減少させ、最適化することができる。上述の
撓み部材即ちばねの応力方程式のｒの値を０にすると、
Ｕ字形ばねによって表される撓み部材が走査要素即ち鏡
の振動中に受ける応力のレベルはかなり減少する。
【００２９】本発明によれば、走査要素即ち鏡を支持す
るＵ字形ばねの短い方の腕の端に形成された柔軟なクリ
ップ状握り腕を有する適当な保持構造内に締め付けて取
り付けられた新規な形状の大寸法走査鏡を用いることに
よって、最適の低いレベルまで応力Ｓを減少させる長所
を容易に得ることができる。特に図５、６、７及び８を
参照する。本発明による走査配列４００は、磁石４０８
が固定されている第１の腕４０６と、第１の腕４０６よ
りも短く、その上端即ち自由端に柔軟なホールダ構造４
１２（ベリリウム・銅合金製であることが好ましい）を
有する第２の腕４１０とを有するＵ字形ばね４０４から
なる撓み部材を含む共振非対称走査要素を備えている。
後述するように、本発明によるホールダ構造４１２は走
査要素即ち鏡４１４を挟み付けてそれを取り付けてい
る。この鏡は、その上端４１６の幅を狭くして全体的に
矩形の首部分４１８を形成している。首部分４１８の両
側縁４１８ａ、４１８ｂは、ホールダ構造４１２の両側
に形成され腕４１０の上端で内向きに折り曲げられたク
リップ状部材即ち握り腕４２０及び４２２によって締め
付けられる。これらの握り腕４２０、４２２の間に係合
してばね腕４１０上に取り付けられる鏡４１４の首部分
４１８の下方の鏡は、幅方向にもまた下方にもかなり広
げられていて走査の目的のために大きい表面４２４を提
供する。この表面４２４を通って高速または高周波回転
軸４２６が伸びている。上側首部分４１８において鏡４
１４を撓み部材またはばね４０４に取り付けるこの取り
付けは、鏡４１４の質量Ｍの中心を高速回転軸４２６に
本質的に一致させるように位置決めし、それによって鏡
の質量の中心と回転軸との間の距離ｒを実際上０まで減
少させる。
るＵ字形ばねの短い方の腕の端に形成された柔軟なクリ
ップ状握り腕を有する適当な保持構造内に締め付けて取
り付けられた新規な形状の大寸法走査鏡を用いることに
よって、最適の低いレベルまで応力Ｓを減少させる長所
を容易に得ることができる。特に図５、６、７及び８を
参照する。本発明による走査配列４００は、磁石４０８
が固定されている第１の腕４０６と、第１の腕４０６よ
りも短く、その上端即ち自由端に柔軟なホールダ構造４
１２（ベリリウム・銅合金製であることが好ましい）を
有する第２の腕４１０とを有するＵ字形ばね４０４から
なる撓み部材を含む共振非対称走査要素を備えている。
後述するように、本発明によるホールダ構造４１２は走
査要素即ち鏡４１４を挟み付けてそれを取り付けてい
る。この鏡は、その上端４１６の幅を狭くして全体的に
矩形の首部分４１８を形成している。首部分４１８の両
側縁４１８ａ、４１８ｂは、ホールダ構造４１２の両側
に形成され腕４１０の上端で内向きに折り曲げられたク
リップ状部材即ち握り腕４２０及び４２２によって締め
付けられる。これらの握り腕４２０、４２２の間に係合
してばね腕４１０上に取り付けられる鏡４１４の首部分
４１８の下方の鏡は、幅方向にもまた下方にもかなり広
げられていて走査の目的のために大きい表面４２４を提
供する。この表面４２４を通って高速または高周波回転
軸４２６が伸びている。上側首部分４１８において鏡４
１４を撓み部材またはばね４０４に取り付けるこの取り
付けは、鏡４１４の質量Ｍの中心を高速回転軸４２６に
本質的に一致させるように位置決めし、それによって鏡
の質量の中心と回転軸との間の距離ｒを実際上０まで減
少させる。
【００３０】ホールダ構造４１２上の握り腕４２０、４
２２と共にばね腕４１０の上端をより詳細に示す図７及
び８から明白なように、各柔軟な握り腕４２０及び４２
２の下端には耳たぶ４３０または凹みが設けてあり、こ
れらの腕を、挿入された鏡の首部分４１８が撓み部材即
ちＵ字形ばね４０４のホールダ構造４１２と表面接触す
る端に向かってより弾力的または柔軟ならしめるように
なっている。従って図８に示すように、鏡をその肩４３
２の広げられた上縁が耳たぶ４３０の下縁に接するまで
握り腕４２０及び４２２の下に滑り込ませると、鏡をホ
ールダ構造内に固定的に、しかも柔軟に取り付けること
ができる。
２２と共にばね腕４１０の上端をより詳細に示す図７及
び８から明白なように、各柔軟な握り腕４２０及び４２
２の下端には耳たぶ４３０または凹みが設けてあり、こ
れらの腕を、挿入された鏡の首部分４１８が撓み部材即
ちＵ字形ばね４０４のホールダ構造４１２と表面接触す
る端に向かってより弾力的または柔軟ならしめるように
なっている。従って図８に示すように、鏡をその肩４３
２の広げられた上縁が耳たぶ４３０の下縁に接するまで
握り腕４２０及び４２２の下に滑り込ませると、鏡をホ
ールダ構造内に固定的に、しかも柔軟に取り付けること
ができる。
【００３１】図９乃至１１に示すように、クリップ状握
り腕４２０及び４２２の耳たぶ即ち凹み４３０（この部
分の材料が除去されていることによって、変位の際によ
り大きい弾力性を得ることができる）が設けられている
方の端から上向きに鏡４０４の首部分４１８の縁４１８
ａ、４１８ｂを挿入する時に、鏡の後面の半径を利用し
て取り付けを改善する。即ち、鏡を握り腕の中に進めて
行くと、ホールダ構造４１２内の鏡の横方向寸法が増加
するようになっている。従って、図１２に示すように、
鏡４１４を首部分４１８において握り腕４２０と４２２
との間に取り付けると、鏡表面の形状から鏡の高周波振
動の回転軸４２６と鏡の質量Ｍの中心とが位置的に一致
し、そのため生成される応力が大幅に減少し、共振非対
称走査要素の予測されるサービス寿命を長期化させるこ
とになる。これは結果として走査要素の動作の効率を最
大化し、従来構造に使用されている鏡に比してより大き
い寸法の鏡を使用しているにも拘わらず、大きい振幅
で、しかもより高い周波数で走査動作を遂行させること
ができる。この実施例では、本発明の走査要素は、０．
８インチ×０．８インチまでの大寸法の鏡を用いて、３
５０から１２００Ｈｚまでの範囲の高周波動作が可能で
あり、賦課される応力は鏡の振動重量の下で走査要素を
破壊することがない程低いものである。
り腕４２０及び４２２の耳たぶ即ち凹み４３０（この部
分の材料が除去されていることによって、変位の際によ
り大きい弾力性を得ることができる）が設けられている
方の端から上向きに鏡４０４の首部分４１８の縁４１８
ａ、４１８ｂを挿入する時に、鏡の後面の半径を利用し
て取り付けを改善する。即ち、鏡を握り腕の中に進めて
行くと、ホールダ構造４１２内の鏡の横方向寸法が増加
するようになっている。従って、図１２に示すように、
鏡４１４を首部分４１８において握り腕４２０と４２２
との間に取り付けると、鏡表面の形状から鏡の高周波振
動の回転軸４２６と鏡の質量Ｍの中心とが位置的に一致
し、そのため生成される応力が大幅に減少し、共振非対
称走査要素の予測されるサービス寿命を長期化させるこ
とになる。これは結果として走査要素の動作の効率を最
大化し、従来構造に使用されている鏡に比してより大き
い寸法の鏡を使用しているにも拘わらず、大きい振幅
で、しかもより高い周波数で走査動作を遂行させること
ができる。この実施例では、本発明の走査要素は、０．
８インチ×０．８インチまでの大寸法の鏡を用いて、３
５０から１２００Ｈｚまでの範囲の高周波動作が可能で
あり、賦課される応力は鏡の振動重量の下で走査要素を
破壊することがない程低いものである。
【００３２】本発明の別の実施例を図１３乃至１６に示
す。走査配列５００のこの特定実施例では、走査要素即
ち鏡５０２は本質的に図５乃至１２に示した鏡４１４と
類似形状である。しかしながら、この走査配列５００の
構造では、鏡５０２を取り付ける低周波撓み部材即ちＵ
字形ばね５０４には幅の広い撓み部材が用いられてお
り、約５乃至１０Ｈｚの範囲のような低い周波数で動作
できるようになっている。この場合、Ｕ字形ばね５０４
の腕５０８の自由端が支持板５０６に固定されており、
鏡５０２はホールダ５１２（本質的には図７乃至１２に
示したホールダ構造４１２に類似）を介して他方の端に
固定されている。永久磁石５１４は板５０６の後面から
伸びるようにばね腕５０８の端及び支持板５０６に固定
されており、電気入力リード５１８を通して賦勢信号が
供給されるようになっている電磁コイル５１６内へ往復
動可能なように係合している。
す。走査配列５００のこの特定実施例では、走査要素即
ち鏡５０２は本質的に図５乃至１２に示した鏡４１４と
類似形状である。しかしながら、この走査配列５００の
構造では、鏡５０２を取り付ける低周波撓み部材即ちＵ
字形ばね５０４には幅の広い撓み部材が用いられてお
り、約５乃至１０Ｈｚの範囲のような低い周波数で動作
できるようになっている。この場合、Ｕ字形ばね５０４
の腕５０８の自由端が支持板５０６に固定されており、
鏡５０２はホールダ５１２（本質的には図７乃至１２に
示したホールダ構造４１２に類似）を介して他方の端に
固定されている。永久磁石５１４は板５０６の後面から
伸びるようにばね腕５０８の端及び支持板５０６に固定
されており、電気入力リード５１８を通して賦勢信号が
供給されるようになっている電磁コイル５１６内へ往復
動可能なように係合している。
【００３３】図示のように、この実施例ではＵ字形ばね
５０４は、好ましくは板状のまたは平らな高周波ばね５
２０の広がり即ち軸方向の長さに対して約９０°だけ回
転、即ち角度付けされている。もし望むならば、マイラ
等で構成することができる平らな高周波ばね５２０は、
下側の曲げた部分５２２に固定され、接続部分５２４は
板５０６に固定されている。ばね５２０の部分５２２及
び５２４と、Ｕ字形ばね５０４とはベリリウム・銅製と
することができる。高周波ばね５２０のためのマイラ材
料は、スキャナの動作成分（図示してない）のための支
持枠５２８と、電磁コイル５１６のための支持構造５３
０との間に中央部分が締め付けられるように適当なねじ
５２６によって固定することができ、それによって図１
に示すようにスキャナハウジング内にモジュールとして
装着することができる。
５０４は、好ましくは板状のまたは平らな高周波ばね５
２０の広がり即ち軸方向の長さに対して約９０°だけ回
転、即ち角度付けされている。もし望むならば、マイラ
等で構成することができる平らな高周波ばね５２０は、
下側の曲げた部分５２２に固定され、接続部分５２４は
板５０６に固定されている。ばね５２０の部分５２２及
び５２４と、Ｕ字形ばね５０４とはベリリウム・銅製と
することができる。高周波ばね５２０のためのマイラ材
料は、スキャナの動作成分（図示してない）のための支
持枠５２８と、電磁コイル５１６のための支持構造５３
０との間に中央部分が締め付けられるように適当なねじ
５２６によって固定することができ、それによって図１
に示すようにスキャナハウジング内にモジュールとして
装着することができる。
【００３４】この実施例では、走査配列のこの新規な構
成によって上述したような極めて低い周波数で動作させ
ることができるのみならず、走査配列による震動からの
絶縁が改善される。以上に本発明の好ましい実施例に関
して説明したが、本発明の思想から逸脱することなく形
状及び細部に種々の変更及び変形が可能であることは明
白である。従って、本発明は図示し、説明した形状及び
細部に限定されるものではないことを理解されたい。
成によって上述したような極めて低い周波数で動作させ
ることができるのみならず、走査配列による震動からの
絶縁が改善される。以上に本発明の好ましい実施例に関
して説明したが、本発明の思想から逸脱することなく形
状及び細部に種々の変更及び変形が可能であることは明
白である。従って、本発明は図示し、説明した形状及び
細部に限定されるものではないことを理解されたい。
【図１】本発明の共振非対称走査要素を組込むことが可
能な手持ち銃形成分の形状のレーザ走査装置例の縦断面
図である。
能な手持ち銃形成分の形状のレーザ走査装置例の縦断面
図である。
【図２】典型的な走査配列の断面図である。
【図３】従来技術による走査配列の一部の概要図であ
る。
る。
【図４】従来技術による走査配列の別の実施例の概要図
である。
である。
【図５】本発明の走査配列の概要断面図である。
【図６】本発明の走査配列の概要正面図である。
【図７】図５及び６の走査配列の走査要素即ち鏡を取り
付けるためのホールダの拡大斜視図である。
付けるためのホールダの拡大斜視図である。
【図８】図７に示すホールダに鏡を取り付けた時の斜視
図である。
図である。
【図９】走査鏡を本発明のホールダ内へ導入する際の初
期段階を示す端面図である。
期段階を示す端面図である。
【図１０】図９に続く中間段階を示す図である。
【図１１】図１０に続く最終段階を示す図である。
【図１２】図７及び８のホールダ内への鏡即ち走査要素
の取り付けを示す概要側面図である。
の取り付けを示す概要側面図である。
【図１３】走査配列の別の実施例を前方から見た斜視図
である。
である。
【図１４】図１３の走査配列を後方から見た斜視図であ
る。
る。
【図１５】図１３及び１４の走査配列の概要側面図であ
る。
る。
【図１６】図１５の１６−１６矢視断面図である。
１００ バーコード読み取り装置 １４０ ＣＰＵ １４６ 光源 １４７ 半透過鏡 １５１ 光ビーム １５２ 反射光 １５３ ハンドル １５４ 引き金 １５５ ハウジング １５６ 窓 １５７ レンズ １５８ 検出器 １５９ 振動鏡 １６０ 走査電動機 １６２ 電池 １７０ バーコード記号 ２００、４００、５００ 走査配列 ２０２、４１２、５１２ ホールダ ２０４、３００、４０４、５０４ Ｕ字形ばね ２０６、２０８、３０２、３０４、４０６、４１０、５
０８ 腕 ２１０、３０８、４１４、５０２ 走査要素（鏡） ２１２、３０６、４０８、５１４ 永久磁石 ２１４、５１６ 電磁コイル ２１６、５０６ 支持部材 ２１８ ベース ２２０、５１８ 電気リード ２２２、５２０ 平らなばね部材 ４１６ 鏡４１４の上端 ４１８ 鏡４１４の首部分 ４２０、４２２ 握り腕（クリップ状部材） ４２４ 鏡４１４の表面 ４２６ 回転（振動）軸 ４３０ 耳たぶ（凹み） ４３２ 鏡４１４の肩 ５２２ ばね５２０の曲げた部分 ５２４ ばね５２０の接続部分 ５２６ ねじ ５２８ スキャナ動作成分の支持枠 ５３０ 電磁コイル５１６の支持構造
０８ 腕 ２１０、３０８、４１４、５０２ 走査要素（鏡） ２１２、３０６、４０８、５１４ 永久磁石 ２１４、５１６ 電磁コイル ２１６、５０６ 支持部材 ２１８ ベース ２２０、５１８ 電気リード ２２２、５２０ 平らなばね部材 ４１６ 鏡４１４の上端 ４１８ 鏡４１４の首部分 ４２０、４２２ 握り腕（クリップ状部材） ４２４ 鏡４１４の表面 ４２６ 回転（振動）軸 ４３０ 耳たぶ（凹み） ４３２ 鏡４１４の肩 ５２２ ばね５２０の曲げた部分 ５２４ ばね５２０の接続部分 ５２６ ねじ ５２８ スキャナ動作成分の支持枠 ５３０ 電磁コイル５１６の支持構造
Claims (37)
- 【請求項１】 光反射率が異なる部分を有するしるしに
向けてスキャナからの光を導き、上記しるしから戻って
来る反射光を収集することによって上記しるしを読み取
るスキャナにおいて、上記しるしを走査する装置が、 （ａ） スキャナ成分と、 （ｂ） 上記スキャナ成分をその質量の中心がその振動
回転の高速軸と一致するように取り付けて第１及び第２
の走査端位置対の間で第１及び第２の走査方向に角度的
に振動運動せしめるために、２つの直交する面内で震動
するように、且つ上記第１及び第２の直交する走査方向
におけるそれぞれの軸を中心とする角度的な振動運動と
共働して上記スキャナ成分を高速及び低速振動回転せし
めるように位置決めされている第１及び第２の震動手段
を含むホールダ手段と、 （ｃ） 上記スキャナ成分を上記第１及び第２の走査方
向に同時に運動せしめて上記スキャナ成分を上記第１及
び第２の走査端位置対の間で同時に角度的に振動せし
め、結果として上記しるし上に二次元走査パターンを実
現するように上記第１及び第２の走査方向に沿って光を
導く読み出し開始手段とを具備することを特徴とする装
置。 - 【請求項２】 上記読み出し開始手段が上記スキャナ成
分を走査方向に運動させ、結果として上記しるし上にラ
スタ走査パターンを実現する請求項１に記載の装置。 - 【請求項３】 上記読み出し開始手段が上記スキャナ成
分を走査方向に運動させ、結果として上記しるし上に全
方向性走査パターンを実現する請求項１に記載の装置。 - 【請求項４】 上記第１の震動手段が１対の腕を有する
Ｕ字形ばねからなり、上記スキャナ成分が上記腕の自由
端に取り付けられている請求項１に記載の装置。 - 【請求項５】 上記第２の震動手段は、一端が上記Ｕ字
形ばねの他方の腕の端に固定され、他端がベースに固定
されている全体的に平面状のばねからなる請求項４に記
載の装置。 - 【請求項６】 上記読み出し開始手段は、賦勢に応答し
て電気的に作動し上記ホールダ手段を震動せしめて上記
成分を第１及び第２の走査方向に角度的に振動せしめる
アクチュエータを含み、上記アクチュエータは通路を有
する電磁コイルと、上記ホールダ手段上に取り付けられ
上記コイルの賦勢中に上記通路を出入するように運動可
能な磁石とを含む請求項５に記載の装置。 - 【請求項７】 上記磁石が上記平面状のばねの他端と上
記Ｕ字形ばねの他方の腕との接合点に近接して上記ホー
ルダ手段上に取り付けられている請求項６に記載の装
置。 - 【請求項８】 上記第１の震動手段は高い周波数範囲で
震動するように構成され、上記第２の震動手段は低い周
波数範囲で震動するように構成され、それにより、上記
コイルに印加される上記高い範囲内の周波数を有する第
１の信号と上記低い範囲内の周波数を有する第２の信号
とが重畳された駆動信号に応答して上記しるし上にラス
タ型走査パターンを実現する請求項６に記載の装置。 - 【請求項９】 上記Ｕ字形ばねの腕が、非対称に寸法決
めされている請求項４に記載の装置。 - 【請求項１０】 上記スキャナ成分の質量の中心が、電
磁コイルと上記磁石とによって形成される軸からずれて
いる請求項６に記載の装置。 - 【請求項１１】 上記スキャナ成分の質量の離心が復元
力を与えて上記平面状のばねを第１の走査方向に沿って
高い周波数範囲でねじり震動させ、上記Ｕ字形ばねが低
い周波数範囲において第２の走査方向に沿って震動し、
高周波数及び低周波数が重畳された駆動信号に応答して
上記しるし上にラスタ型走査を実現する請求項１０に記
載の装置。 - 【請求項１２】 上記Ｕ字形ばねが、曲げられた板ばね
から形成されている請求項５に記載の装置。 - 【請求項１３】 上記スキャナ成分が約１５０乃至１２
００Ｈｚの範囲内の周波数で上記しるしを走査する請求
項１に記載の装置。 - 【請求項１４】 上記しるしがバーコード記号であり、
上記スキャナがバーコード読み取り装置である請求項１
に記載の装置。 - 【請求項１５】 上記スキャナ成分が取り付けられてい
る上記震動手段の上記腕上のホールダ手段が上記腕の両
側縁上に内向きに折り曲げられた柔軟なクリップ手段か
らなり、上記スキャナ成分はその一方の端に幅を狭くし
た首部分を有し、この首部分は各折り曲げられたクリッ
プ手段の間に挟まれて上記腕上に弾力的に取り付けられ
ている請求項４に記載の装置。 - 【請求項１６】 上記各折り曲げられたクリップ手段
が、上記成分の取り付けの柔軟性の程度を増加させるた
めにそれらの下端に上記スキャナ成分の首部分を受ける
ための耳たぶを有している請求項１５に記載の装置。 - 【請求項１７】 上記スキャナ成分が、凸状に湾曲した
後面と、上記折り曲げられたクリップ手段の間に挿入可
能な側縁を有する幅を狭くした首部分とを有する走査鏡
を備え、上記鏡を上記ホールダ手段内へ挿入して前進さ
せると上記首部分を挟んでいる上記腕の表面部分が上記
首部分の断面形状に一致せしめられ、それによって上記
クリップ手段の上記鏡との握り係合が強められる請求項
１６に記載の装置。 - 【請求項１８】 少なくとも上記折り曲げられたクリッ
プ手段、及びスキャナ成分取り付け手段が非鉄合金製で
ある請求項１５に記載の装置。 - 【請求項１９】 上記非鉄合金がベリリウム・銅合金か
らなる請求項１８に記載の装置。 - 【請求項２０】 光反射率が異なる部分を有するしるし
に向けてスキャナからの光を導き、上記しるしから戻っ
て来る反射光を収集し、上記しるしを走査する装置によ
って上記しるしを読み取る方法であって、 スキャナ成分を第１及び第２の走査端位置対の間で第１
及び第２の走査方向に角度的に振動運動させる段階と、 上記スキャナ成分のそれぞれの軸を中心とする第１及び
第２の直交する走査方向の角度的な振動運動と共働する
ように第１及び第２の震動手段を直交する２つの面内で
震動させ、その高速振動回転軸とその質量の中心とが一
致するようにホールダ上に取り付けられている上記スキ
ャナ成分を高速及び低速振動回転せしめる段階と、 読み出し開始手段による上記第１及び第２の走査方向の
作動に応答して上記スキャナ成分を同時に運動させて上
記スキャナ成分を上記第１及び第２の走査端位置対の間
で同時に角度的に振動させ、結果として上記しるし上に
二次元走査パターンを実現するように光を上記第１及び
第２の走査方向に沿って導く段階とを具備することを特
徴とする方法。 - 【請求項２１】 上記スキャナが上記しるし上にラスタ
走査パターンを実現する請求項２０に記載の方法。 - 【請求項２２】 上記スキャナ成分が上記しるし上に全
方向性走査パターンを実現する請求項２０に記載の方
法。 - 【請求項２３】 上記第１の震動手段が１対の腕を有す
るＵ字形ばねとして構成され、上記腕の一方の自由端に
上記スキャナ成分を取り付けられている請求項２０に記
載の方法。 - 【請求項２４】 上記第２の震動手段が、一端は上記Ｕ
字形ばねの他方の腕の端に固定され、他端はベースに固
定されている全体的に平面状のばねとして形成されてい
る請求項２３に記載の方法。 - 【請求項２５】 上記読み出し開始手段が、電気的賦勢
に応答して作動して上記ホールダ手段を震動せしめて上
記成分を第１及び第２の走査方向に角度的に振動せしめ
るアクチュエータを含み、上記アクチュエータは通路を
有する電磁コイルを含み、上記コイルの賦勢中に上記通
路を出入するように運動可能な磁石を上記震動手段上に
取り付けてある請求項２４に記載の方法。 - 【請求項２６】 上記平面状のばねの他端と上記Ｕ字形
ばねの他方の腕との接合点に近接して上記磁石を上記震
動手段上に取り付けてある請求項２５に記載の方法。 - 【請求項２７】 高い周波数範囲内の周波数を有する第
１の信号と低い周波数範囲内の周波数を有する第２の信
号との重畳からなる駆動信号が上記コイルに印加される
ことに応答して上記第１の震動手段を上記高い周波数範
囲で震動させ、また上記第２の震動手段を上記低い周波
数範囲で震動させて上記しるし上にラスタ型走査パター
ンを実現する請求項２５に記載の方法。 - 【請求項２８】 上記Ｕ字形ばねの腕が非対称に寸法決
めされている請求項２３に記載の方法。 - 【請求項２９】 上記スキャナ成分の質量の中心が、電
磁コイルと上記磁石とによって形成される軸からずれて
いる請求項２５に記載の方法。 - 【請求項３０】 上記スキャナ成分の質量の離心が復元
力を与えて上記平面状のばねを第１の走査方向に沿って
高い周波数範囲でねじり震動させ、上記Ｕ字形ばねが低
い周波数範囲において第２の走査方向に沿って震動し、
高周波数及び低周波数が重畳された駆動信号に応答して
上記しるし上にラスタ型走査を実現する請求項２９に記
載の方法。 - 【請求項３１】 上記しるしが約１５０乃至１２００Ｈ
ｚの範囲内の周波数で走査される請求項２０に記載の方
法。 - 【請求項３２】 上記しるしがバーコード記号であり、
上記走査配列がバーコード読み取り装置である請求項２
０に記載の方法。 - 【請求項３３】 上記スキャナ成分が取り付けられてい
る上記震動手段の上記腕上の自由端が上記腕の両側縁上
に内向きに折り曲げられた柔軟なクリップ手段を有する
手段を含み、上記スキャナ成分はその一方の端に幅を狭
くした首部分を有し、この首部分は各折り曲げられたク
リップ手段の間に挟まれて上記腕上に弾力的に取り付け
られている請求項２３に記載の方法。 - 【請求項３４】 上記各折り曲げられたクリップ手段
が、上記成分の取り付けの柔軟性の程度を増加させるた
めにそれらの下端に上記スキャナ成分の首部分を受ける
ための耳たぶを有している請求項３３に記載の方法。 - 【請求項３５】 上記スキャナ成分が、凸状に湾曲した
後面と、上記耳たぶを有する方の端から上記折り曲げら
れたクリップ手段の間に挿入可能な側縁を有する幅を狭
くした首部分とを有する走査鏡を備え、上記鏡を上記ホ
ールダ手段内へ挿入して前進させると上記首部分を挟ん
でいる上記腕の表面部分が上記首部分の断面形状に一致
せしめられ、それによって上記クリップ手段の上記鏡と
の握り係合が強められる請求項３４に記載の方法。 - 【請求項３６】 少なくとも上記折り曲げられたクリッ
プ手段、及びスキャナ成分取り付け手段が非鉄合金製で
ある請求項３３に記載の方法。 - 【請求項３７】 上記非鉄合金がベリリウム・銅合金か
らなる請求項３６に記載の方法。
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1992
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1993
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| TW234180B (ja) | 1994-11-11 |
| DE69129458D1 (de) | 1998-06-25 |
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