JPH06236450A - 交換可能なx−y走査要素を有する細い走査モジュール - Google Patents

交換可能なx−y走査要素を有する細い走査モジュール

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JPH06236450A
JPH06236450A JP5241693A JP24169393A JPH06236450A JP H06236450 A JPH06236450 A JP H06236450A JP 5241693 A JP5241693 A JP 5241693A JP 24169393 A JP24169393 A JP 24169393A JP H06236450 A JPH06236450 A JP H06236450A
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JP
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magnet
optical
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module
mirror
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English (en)
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ドヴォルキス ポール
Howard Shepard
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Symbol Technologies LLC
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 光ビームを生成し、しるしを横切るパターン
でビームを走査させ、しるしから反射した光を検出し、
反射光を表す信号を処理する完全独立走査モジュールを
提供する。 【構成】 光学走査モジュール600は金属ベースと、
金属ベースの一端を横切って取付けられている第1の回
路基板と、それに直角に取付けられている第2の回路基
板とを有する。金属ベースは走査ビームを発生する光放
出器を支持しまた放出器のためのヒートシンクとして役
立つ。モジュールは、鏡159の往復動運動を発生する
永久磁石及び電磁石の形状の駆動機構を含む。モジュー
ルに含まれる検出器はビームによって走査されたしるし
からの反射光を検知し、柔軟な電気ケーブルが第1及び
第2の回路基板上の回路を接続し、回路は共働してスキ
ャナモジュールの動作に必要な全信号を発生し、検出器
からの電気信号を処理する。また異なる2つの周波数で
直交する2つの方向に同時にビームを走査させるシステ
ムをも包含する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、バーコードスキャナの
ような光学走査装置に関し、具体的には特に小さいスキ
ャナを必要とする応用に使用するための改良されたレー
ザ走査モジュールに関する。本発明はまた、例えば破損
または印刷欠陥に起因して読取り不能な部分を有するコ
ードのような欠損バーコードの無傷の部分を読取るよう
になっているスキャナにも関する。
【0002】
【従来の技術】本発明は、1991年11月 8日付合衆国特許
出願 789,705号の部分継続であり、該出願は 1990 年 5
月 8日付合衆国特許出願 520,464号の部分継続であり、
更にこの出願は 1989 年10月30日付合衆国特許出願 42
8,770号の部分継続であり、該出願は合衆国特許 5,099,
110号として公告されている。現在、バーコード読取り
装置のような光学読取り装置が広く用いられている。典
型的には、バーコードは一連の符号化された記号からな
り、各記号は典型的には矩形の形状の一連の明るい領域
及び暗い領域からなっている。暗い領域、即ちバーの
幅、及びバー間の明るいスペースの幅の両者または何れ
か一方は符号化された情報を表している。バーコード読
取り装置はコードを照明し、コードから反射した光を検
知してコード記号の幅及び間隔を検出し、符号化された
データを導出する。バーコード読取り型データ入力装置
は種々の応用においてデータ入力の効率及び正確さを改
善する。これらの装置はデータ入力が容易であることか
ら、頻繁且つ詳細なデータ入力を行って例えば棚卸し、
作業の進行状態の追跡等を効率的に提供している。
【0003】しかしながらこれらの利点を得るために
は、ユーザまたは従業員は喜んで、且つ絶えずコード読
取り装置を使用しなければならない。従って読取り装置
は操作が容易で、便利でなければならない。種々の走査
装置が知られている。1つの特に有利な型の読取り装置
は記号を横切ってレーザビームのような光ビームを走査
させる光学スキャナである。本発明の出願人が所有する
合衆国特許 4,387,297号及び同 4,760,248号に例示され
ている型のレーザスキャナ装置及び成分は、異なる光反
射率の部分を有する「しるし」、例えばバーコード記
号、具体的には統一商品(万国製品)コード(UPC)
をある作業距離または読取り距離において手持ち、また
は静止スキャナによって読取るように設計されている。
図1は、ピストル把手型のハンドル53を有する銃型装
置として実現されている従来のバーコード読取り装置1
0の例である。軽量プラスチックハウジング55は、レ
ーザ光源46、検出器58、光学系及び信号処理回路・
CPU40、及び電源即ち電池62を収納している。ハ
ウジング55の前端に設けられている透光窓56は、発
射光51が出て行き、反射光52が入射するのを許容す
る。ユーザは、読取り装置10をバーコード記号70か
ら離した位置から、即ち記号には触れないで、または記
号を横切って運動させることなく記号を狙う。
【0004】図1に更に示してあるように、読取り装置
10は、走査されるビームを適切な参照面に走査スポッ
トとして集束させる適当なレンズ57(もしくは多重レ
ンズ系)を含むことができる。半導体レーザダイオード
のような光源46は光ビームをレンズの軸内に導入し、
ビームは必要に応じて半透明鏡47及び他のレンズまた
はビーム成形構造を通過する。ビームは、引き金54を
引くと付勢される走査電動機60に結合されている振動
鏡59によって反射される。鏡59が振動すると反射ビ
ーム51は所望のパターンで左右に走査させられる。所
望の走査パターンでビームを運動させるためには種々の
鏡及び電動機構成を使用することができる。例えば、合
衆国特許 4,251,798号には各辺に平面鏡を有する回転多
角形が開示されており、各鏡は記号を横切る走査線を描
く。合衆国特許 4,387,297号及び同 4,409,470号は共に
1つの平面鏡を使用し、この鏡は、鏡が取付けられてい
る駆動軸の周囲を円周方向に往復動的に駆動される。合
衆国特許 4,816,660号に開示されている多鏡構造は、全
体として凹面鏡の部分と、全体として平面鏡の部分とか
らなっている。この多鏡構造は多鏡構造が取付けられて
いる駆動軸の周囲を円周方向に往復動的に駆動される。
【0005】記号70から反射して戻る光52は窓56
を通って検出器58へ印加される。図1に示す読取り装
置10の例では、反射光は鏡59及び半透明鏡47によ
って反射され、光検出器58に衝突する。光検出器58
は反射光52の強度に比例するアナログ信号を発生す
る。基板61上に取付けられているディジタイザ回路は
光検出器58からのアナログ信号を処理してパルス信号
を発生する。このパルス信号のパルス幅及び間隔はバー
の幅及びバー間の間隔に対応する。ディジタイザは縁線
検出器または波成形回路として働き、ディジタイザによ
ってセットされるしきい値はアナログ信号のどの点がバ
ーの縁を表しているのかを決定する。ディジタイザから
のパルス信号は復号器へ印加される。この復号器は、典
型的にはプログラムされたマイクロプロセッサ40であ
り、プログラムメモリ及びランダムアクセスメモリが付
属している。マイクロプロセッサ復号器40は先ずディ
ジタイザからの信号のパルス幅及び間隔を決定する。次
いで復号器は幅及び間隔を解析して正当なバーコードメ
ッセージを見出し、復号する。これは適切なコード標準
によって定義された正当な文字及びシーケンスを認識す
るための解析を含む。またこれは、始めに、走査された
記号が合致する特定の標準を認識することも含む。この
標準の認識を一般に自動識別と称している。
【0006】記号70を走査するために、ユーザはバー
コード読取り装置10で狙いをつけてから可動引き金ス
イッチ54を引いて光ビーム51、走査電動機60及び
検出器回路を付勢する。もし走査ビームが可視であれ
ば、操作員は記号が現れている表面上に走査パターンを
見ることができるので、それに応じて読取り装置10の
狙いを調整すればよい。もし源46が発生する光が殆ど
見えなければ、光学系内に照準用の光を含ませることが
できる。必要ならば、この照準用の光は固定された、ま
たはレーザビームと全く同じように走査する可視光スポ
ットを発生することができる。ユーザはこの可視光を使
用して読取り装置で記号に狙いをつけてから引き金を引
く。読取り装置10は携帯用コンピュータ端末として機
能させることもできる。もしそのようにするのであれ
ば、バーコード読取り装置10は、前記合衆国特許 4,4
09,470号に記載されているようなキーボード48及び表
示装置49を含むことになろう。上述した型の光学スキ
ャナにおいては、レーザダイオード、レンズ、鏡、及び
鏡を振動させる手段は全て手持ちスキャナに寸法と重量
とを付加する。光検出器及び関連処理回路も寸法と重量
とを付加する。長時間にわたって使用するような応用で
は、大きくて重い手持ちユニットは疲れをもたらす。ス
キャナの使用が疲れをもたらすか、またはそれ以外にも
不便であれば、ユーザはスキャナを操作することを嫌が
る。スキャナを常時使用することを嫌がると、バーコー
ドシステムが意図しているデータ収集の目的がくつがえ
される。またノートブックのような小型で緻密な装置に
小さいスキャナユニットを適合させる要望も存在してい
る。
【0007】従って、バーコード読取り装置開発の絶え
ざる目的はバーコード読取り装置を可能な限り超小型化
することであるが、それでも未だに走査ユニットの寸法
及び重量を更に減少して特に便利なスキャナシステムを
得たいとの要望が存在している。運動成分の質量は可能
な限り小さくし、走査運動を発生させるために必要な電
力は最小にし、また高い走査速度での動作を容易ならし
めるべきである。また、走査成分をモジュラー化し、特
定のモジュールを種々の異なるスキャナ内に使用できる
ようにすることも望ましい。必要な全てのスキャナ成分
を含む特に小型、軽量なモジュールを開発することも望
まれている。小型寸法の走査成分は高い走査周波数で動
作する傾向がある。しかし典型的なバーコード走査応用
では運動するスポットの走査周波数は比較的低く、典型
的には 20 Hzまたはそれ以下にすべきである。もし周波
数が高くなると、スポットがしるしの上を通過する速度
も増加する。検出器が発生する信号も周波数が高くな
り、従って検出器信号を解析する処理回路の帯域幅を広
げなければならない。また高い走査周波数で動作させる
と、検出器信号に高レベルの雑音が含まれるようにな
り、正確な復号がより困難になる。
【0008】別の一連の問題は、読取ることが困難なバ
ーコードを走査することから発生する。多くのバーコー
ドは、コードの印刷費用を抑えるために比較的低品質の
印刷技術を使用して印刷されている。しかし得られたバ
ーコードは多くの印刷欠陥を含んでいることが多い。ま
た印刷に欠陥が無いにしても、バーコードラベルは時間
が経つにつれて摩耗したり破損したりしてコードの実質
的な部分が読取り不能になることも多い。従来の運動ス
ポットスキャナは、操作員がスキャナで狙っているコー
ドの部分上に静止し続けるような単一の走査線を発生す
る。もし走査されているバーコードの部分に1またはそ
れ以上の欠陥を含んでいれば、典型的にスキャナはコー
ドの有効な読みを得ることができない。欠陥ははっきり
分かるかも知れないし、または分からないかも知れない
ので、操作員は欠陥を確認してからコードの無欠陥区分
にスキャナで狙いをつけるようになる。もし操作員が、
コードの無欠陥区分にスキャナで狙いをつける機会があ
って、コードを繰り返して走査することを試みれば、有
効な読みが得られる。時には、明白な理由がないのにコ
ードを繰り返して走査することが要求されると操作員は
欲求不満になり、多数のコードの走査を必要とするデー
タ収集動作をスローダウンさせかねない。欠陥または破
損コードの走査について説明したが、同じような問題は
特に小さいコードを走査する場合にも発生する。明らか
に、小さいしるし、及び光学的欠陥を有するバーコード
または類似のしるしの無傷の部分の両者または何れか一
方から有効情報を抽出するスキャナの開発が望まれてい
る。
【0009】
【発明の概要】本発明の1目的は、光ビームを生成し、
しるしを横切るパターンでビームを走査させ、しるしか
ら反射して戻る光を検出し、そして反射光を表す信号を
処理するのに必要な全ての成分を含む独立走査モジュー
ルを開発することである。因みにモジュールは、小型、
軽量で、種々の異なる型の光学走査装置内への組込みが
容易であるべきである。本発明の別の目的は、光ビーム
の走査運動を発生させるために使用される要素の寸法及
び重量を最小にすることである。別の関連目的は、より
小型でより軽量な、そして操作員が保持した時に、符号
化されたデータを走査させる操作がより容易な光学走査
装置を開発することである。本発明のさらなる目的は、
欠陥を含む符号化されたしるしを十分に読取ることがで
きる光学スキャナを開発することである。この目的のよ
り特定的な形状は、スキャナが欠損しるしから十分な情
報を入手して有効読みを導出するまで、走査線に実質的
に直交する方向に走査線を自動的に運動させるスキャナ
及び走査方法の両者または何れか一方を開発することで
ある。
【0010】本発明は第1の面において、異なる光反射
率の部分を有する光学的に符号化されたしるしを読取る
ための独立光学走査モジュールを提供する。モジュール
は金属ベースと、金属ベースに固定的に取付けられてい
るレーザダイオードのような放出器とを有している。好
ましい実施例では、金属ベースはレーザダイドードを取
囲んでダイオードのためのヒートシンクとして役立って
いる。鏡のような光学走査成分は放出器からの光ビーム
を光学的に符号化されたしるしに向けて導く。ベースに
取付けられた支持具は、光学成分が振動運動できるよう
に光学成分を取付けている。駆動機構は、しるしが現れ
ている表面を横切って光ビームが走査するように、支持
具上の光学成分に往復動運動を発生させる。光検出器は
表面から反射して戻る光を受信し、光学的に符号化され
たしるしの異なる光反射率に対応する電気信号を発生す
る。モジュールは互いに直交するように取付けられてい
る第1及び第2の回路基板を含む。回路に、放出器を駆
動するための信号と、駆動機構を作動させるための信号
とを発生させ、検出器からの電気信号を処理させるため
に柔軟なケーブルが2つの回路基板上の回路を互いに接
続している。モジュールの好ましい実施例は、第1の回
路基板上に取付けられている放出器を駆動するための回
路を有し、駆動機構を作動させるための信号を発生し且
つ検出器が発生した電気信号を処理するための応用特定
集積回路が第2の回路基板上に取付けられている。
【0011】典型的には光学走査成分のための支持具
は、一方の端が成分を支持し、他方の端が磁石を支持し
ている部材を含む。部材と磁石とは、鏡と磁石との間の
ほぼ中間点を通る軸に対して磁石の重さが光学走査成分
の重さを平衡するような寸法である。撓み可能な平ばね
の自由端は部材の一方の端に固定的に結合され、典型的
には他方の端はある固定点に結合されている。双方向に
走査する実施例では、撓み可能な平ばねの第2の端は別
の撓み可能な支持構造によって支持される。(1または
複数の)撓み可能な平ばねは、部材の一方の端と軸との
距離よりは長いが部材の両端間の距離よりは短い。典型
的には、撓み可能な平ばねは1対の撓み可能なストリッ
プからなり、各ストリップはマイラまたはカプトン(共
に商品名)のような柔軟なプラスチック材料からなって
いる。この支持構造は極めて小さくすることができ、し
かも殆どのバーコード読取り応用に要求されるように走
査成分を低周波数で振動させることができる。本発明は
ビーム走査モジュールを他の型の書込み装置のスタイラ
ス内へ組込むことをも可能にする。本発明のこの面で
は、一方の端のテーパー付きチップ、テーパー付きチッ
プとは反対の端の太い区分、及び両端間の細長いボディ
を有するペン形ハウジングを含む。ビームスキャナモジ
ュールはペン形ハウジングの太い区分内に配置される。
このモジュールは光ビームを放出し、ペン形ハウジング
のボディの外面に沿って伸びる光路に沿って、光学的に
符号化されたしるしが現れているターゲット表面に向け
て光ビームを導く。スタイラスは、ペン形ハウジングの
テーパー付きチップ内に取付けられている書込み装置を
も含む。好ましい実施例では、この書込み装置は、ペン
形ハウジングのチップをディジタイザタブレットの表面
に接触させた時にディジタイザタブレットへ位置データ
入力を供給する電子スタイラス要素を含んでいる。光検
出器はテーパー付きチップに接してペン形ハウジング内
に取付けられ、光学的に符号化されたしるしから反射し
た光を検知し、光学的に符号化されたしるしの光反射率
の変化を表す電気信号を発生する。操作員は手動で作動
可能なスイッチによってビームスキャナモジュールを付
勢し、光学的に符号化されたしるしの読取りを開始させ
ることができる。このスイッチは、ペンのボディの光路
から外れた側面上に、且つテーパー付きチップ付近の点
に取付けられている。従って操作員は、光路を遮ること
なく親指または人差指を使用してスイッチを作動させる
ことができる。
【0012】本発明の別の面は、バーコード記号上を進
行的に運動するジグザグ走査パターンを発生するための
方法及び装置に関する。このジグザグパターンは水平線
と斜行線とを含む。垂直の走査間隔によって限定される
各フレームを繰り返すのではなく、パターンが運動する
ように走査周波数が選択されているので、線は装置がコ
ードの有効な読みを入手できるまでしるしを横切って運
動する。これによって記号内の部分的に無傷の小さい部
分を容易に読取ることができる。このアプローチは、1
走査線型スキャナで上述したようにしてコードの無欠陥
の部分を狙うことの難しさをも排除する。所望のジグザ
グ走査パターンを発生させるために、走査装置は、光学
走査成分を取付けて第1の方向に振動運動させる第1の
往復動支持手段と、第1の支持手段を取付けて第2の方
向に振動運動させる第2の往復動支持手段とを含む。第
1の駆動手段は、第1の往復動支持手段上に取付けられ
ている光学成分を第1の振動周波数で振動運動させる。
第1の駆動手段から独立して動作する第2の駆動手段
は、光学成分と第1の往復動支持手段とを第2の往復動
支持手段上に取付けられているものとして一緒に第2の
振動周波数で往復動運動させる。第1の周波数は第2の
周波数よりやや高いが、第2の周波数の正確な倍数では
ない。典型的には第1の周波数と第2の周波数の比は
1.5よりは大きいが 2.0よりは小さく、好ましくはこの
比を約 1.75 :1とする。
【0013】以下に本発明の実施例を説明する。
【0014】
【実施例】本明細書において使用している「しるし」(
indicia ) には、一般にバーコードと呼ばれている種々
の幅のバー及びスペースの交互からなる記号パターンだ
けではなく、他の一次元または二次元図形パターン、並
びに英数文字も包含されるものとする。一般に「しる
し」なる語は、光ビームを走査させ、反射または散乱光
をパターンまたは情報の種々の点における光反射率の変
化を表すものとして検出することによって認識または識
別することができる如何なる型のパターンまたは情報に
も適用される。バーコード記号は、本発明による装置が
走査することができるしるしの一例である。以下に説明
する本発明の好ましい実施例は、しるし上にビームスポ
ットの所望の走査運動を発生させる走査成分として鏡を
使用しているが、他の光学成分を運動させることもでき
る。例えば、柔軟な支持構造によって光放出器(例えば
レーザダイオード)または集束用対物レンズを往復動運
動させるても差し支えない。 概要 図2及び3に、鏡に往復動運動を与える撓み可能な支持
構造を含む本発明によるスキャナシステムの概要を示
す。両図に示すシステムは本質的には同一であり従って
各システムの対応する成分には同一の番号を付してあ
る。しかしながら、両図を比較することによって本発明
の主特色が強調される。走査鏡を支持する基本的な撓み
可能な支持構造は、所望の走査線配向を得るためにどの
ようにも配向することが可能である。詳細は後述する
が、図2の装置では図の左方に、紙面に実質的に直角な
走査線を発生する。これに対して図3に示すシステムは
図の左方に、実質的に紙面内に走査線を発生する。図2
に示すように、レーザダイオード・集束モジュール60
0は光ビームを発生する。 Kricheverらは彼等の合衆国
特許 4,923,281号において本実施例のモジュール600
として使用するのに適するレーザダイオード・光学モジ
ュールの一例を開示している。 Kricheverらの装置を使
用するモジュール600は、東芝製の TOLD 201.138 の
ような可視レーザダイオード(VLD)633を含む。
レンズ635はレーザダイオード633からの光ビーム
を必要に応じて集束し、鏡159へ伝送するビームを準
備する。モジュールは、望遠鏡式に伸縮する2つの保持
部材611及び615、及びレーザダイオード633と
レンズ635との間に位置決めされているバイアスばね
613を有している。一方の保持部材611にはレーザ
ダイオード633が取付けられ、また他方の部材615
はレンズ635を保持している。第2の保持部材615
にはレンズ635を通過する光のための開口617も設
けてある。典型的には、モジュール600は、モジュー
ルをスキャナシステム内に組込む前に特定応用のために
組立てられ、焦点合わせされる。
【0015】レーザダイオード633を駆動する電流が
供給されると、ダイオードからのビームはレンズ635
及び開口617を通過して鏡159の反射面に入射す
る。鏡159は符号化されたしるし70が現れているタ
ーゲット表面に向けてビームを反射する。鏡159は、
ビームスポットにターゲット表面を横切る線またはパタ
ーンを走査させるように運動する走査成分としても役立
つ。支持構造100は鏡159の必要な往復動運動を可
能にするように、鏡159のための撓み可能な支持具に
なっている。図2の実施例では、鏡支持構造100はU
字形部材103を含む。部材103は、一方の端に第1
の腕105を有し、この腕には鏡159が取付けられて
いる。部材103の第2の腕107は第1の磁石、この
場合には永久磁石109を支持している。直線区分11
1は第1の腕と第2の腕との間に伸び、これらの腕と一
緒になって部材103のU字形を形成している。典型的
には、部材103は中実のプラスチック材料で形成す
る。1対の撓み可能なストリップ121、123が、U
字形部材103の一方の腕に接続されている。図には1
対のストリップを示してあるが、平ばねは1つの撓み可
能なストリップ、または2以上の撓み可能なストリップ
からなっていてもよい。好ましい形状では、撓み可能な
(1または複数の)ストリップは各々、マイラまたはカ
プトン(共に商品名)フィルムからなっているが、ベリ
リウム・銅合金のような非磁性金属の平らなストリップ
のような他の撓み可能な要素を使用することもできる。
休止位置にある時には、ストリップ121、123は比
較的撓んでいない状態に保たれ、第1の腕105と第2
の腕107との間の空間内を直線区分111と実質的に
平行な方向に伸びている。平ばね、即ち撓み可能な(1
または複数の)ストリップは直線区分111、または鏡
159と磁石109との間の距離程長くはない。図2に
示すシステムでは、ストリップの自由端は第1の腕10
5に接続されているが、ストリップを第2の腕107に
接続することも容易である。ストリップ121、123
の反対端は、固定支持構造によって保持されている。
【0016】詳述すれば、撓み可能なストリップ12
1、123を形成しているマイラまたはカプトン材料の
シートの自由端は、適当な締め具125(ピン、鋲、ね
じ等)によって、板127と、第1の腕105の後面か
ら伸びている枠部材(板127の下に配置され、図2に
は殆ど示されていない)との間に締付けられている。ス
トリップ121、123の反対端は適当な締め具129
によって固定支持構造に締付けられ、更に板131と、
システムを取付けているベース(図示してない)から上
方に伸びている支持ペデスタルとの間に締付けられてい
る。支持ペデスタルは板131の下に配置され、図2に
は示されていない。図示のように、部材103は平ばね
121、123の自由端が取付けられている点から、平
ばねの反対端が締め具129及び板131によって支持
ペデスタルに固定的に取付けられている点まで伸びてい
る。図示の例では、鏡159は平ばね121、123の
自由端に接近し、部材103は平ばね121、123の
固定端から離れた点に磁石109を支持している。支持
構造100の成分、鏡159及び磁石109は、鏡と磁
石との間のほぼ中間点を通る軸Aに関して、磁石の重量
が鏡の重量を平衡させるような寸法になっている。スト
リップ121、123は、それらが腕105に接続され
ている箇所から、軸Aと他方の腕107との間に位置す
る固定点まで伸びている。これは、撓み可能なストリッ
プ121、123が、腕105と軸Aとの間の距離より
は長い、即ち鏡159と磁石109との間の距離の半分
より長いことを意味している。その結果、ストリップ1
21、123は平板ばね要素として機能し、旋回軸Aを
中心として撓むようになる。ばね121、123上に支
持されているU字形部材が振動すると、鏡159は軸A
を中心とする弧上を左右に往復動運動するようになる。
この弧は紙面に対して直交している。
【0017】第2の磁石、この例では電磁石133が、
永久磁石109に極めて接近させてベース(図示してな
い)に取付けられている。電気入力リードが電磁石13
3のコイルへの付勢電流、即ち駆動信号を供給する。第
1の磁石109と第2の磁石133は一緒になって、部
材103の軸Aを中心とする振動を、従ってそれに対応
する鏡159の往復動運動を生じさせるのに必要な原動
力を発生する。永久磁石109は、そのN極とS極との
間の軸が実質的に軸Aに対して直角にまた電磁石133
のコイルの軸に対して直角に配向されている。例えば、
磁石109の軸が図2の紙面に対して直角であり、コイ
ルの軸が紙面内にあるようにすることができる。電磁石
133のコイルに電流が流れると、コイルの磁界と永久
磁石109の磁界との間の相互作用によってトルクが発
生し、磁石109(取付けられている部材103の第2
の端107と共に)を平衡位置から運動させる。図2に
示す配列では、コイルの磁界と永久磁石109の磁界と
の間のこの相互作用が発生するトルクは、磁石109の
軸をコイル133の軸に整列せしめるように作用する。
このトルクは、撓み可能なストリップ121、123か
らなる平ばねによって与えられる軸Aを中心として部材
103を回転させる。部材103の第1の腕105を支
持しているばね121、123は軸Aを中心にねじれ、
または曲がり、戻し力を発生する。この戻し力は永久磁
石109を休止位置に戻そうと試みる。印加電流の極性
が反転すると、磁力と対抗戻し力の方向が反転する。従
って、もし電磁石133のコイルへ印加される電流が正
弦波、パルス信号、三角波等のような周期的な交流信号
の形を取れば誘起される磁力は永久磁石109に振動運
動を、また取付けられている部材103に回転振動を発
生させる。1または複数の撓み可能なストリップが軸A
を中心として前後にねじれると部材103が振動し、鏡
159は軸Aを中心とする弧上を往復動させられる。鏡
の運動の弧は図2の紙面に直角な前後運動である。
【0018】交流駆動電流を使用する代わりに、同一周
波数のパルス信号または半波信号をばねの特性振動と同
相に使用することが可能である。ばね力が振動を発生さ
せ、駆動電流によって発生する磁力は振動によって失わ
れる機械エネルギに置換されるので、ばねの振動運動が
持続される。この型の駆動電流を発生する回路は交流型
駆動信号を発生する回路よりも実現が容易であろう。レ
ーザダイオード・集束モジュール600が光ビームを放
出すると、運動している鏡159はビームを反射してし
るし70が現れているターゲット表面に向かわせる。鏡
159の往復動運動によってビームは図の左側に1つの
線を走査させられる。もし図2が側面図であり、支持構
造100が図示のように配向されているものとすれば、
得られる走査線は水平であり、垂直のバーを有するしる
し70を走査することになる。しるしから反射して戻る
光は周囲光阻止光学フィルタ156を通過して検出器1
58へ到達する。典型的にはフォトダイオードである検
出器158は反射光の強度に比例するアナログ信号を発
生し、通常の技法によって処理し、ディジタル化し、そ
して復号する。図3は、図2の走査システムと類似して
いるが、平ばね部材の配向が異なっているために異なる
方向に走査が行われる。この例でもレーザダイオード6
33に駆動電流が印加されると、レーザダイオード・集
束モジュール600は光ビームを発生する。鏡159は
ビームをターゲット表面へ向けて転送し、ターゲット表
面を横切る線またはパターンとしてビームスポットを運
動させる。
【0019】支持構造200は、紙面に直角な軸A’を
中心として鏡159に必要な往復動運動をさせるように
鏡を撓み可能に支持する。図3に示す実施例の鏡支持構
造200は、図2の実施例に使用されているものと同一
のU字形部材103を含んでいる。平ばねを形成してい
る1対の撓み可能なストリップ121、123の自由端
は板127と、第1の腕105の後面から伸びている枠
部材126との間に適当な締め具(図3では見えない)
によって締付けられている。ペデスタル135が回路基
板またはシステムのベースを形成している金属シートに
取付けられている。ペデスタル135は、軸A’と一方
の腕との間、この場合には軸と第2の腕107との間の
点において部材103のU字内の点まで伸びている静止
腕137を有している。この実施例では、ストリップ1
21、123の反対端は静止腕137の拡大された端
と、板131との間に適当な締め具(図示してない)に
よって締付けられている。支持構造200の成分、鏡1
59、及び磁石109は、先行実施例と本質的に同一の
技法で、鏡と磁石とのほぼ中間点を通る軸A’に対して
磁石の重量が鏡の重量を平衡させるような寸法になって
いる。その結果、ストリップ121、123は平板ばね
として機能し、直交する旋回軸A’を中心として撓むよ
うになる。
【0020】第1の磁石109及び第2の磁石133
は、図2の実施例と同一に機能する。しかしながら、図
3に示す支持構造200の配向のために、磁石のN極と
S極との間の軸は紙面内にある。交流電流を電磁石13
3のコイルに流すと、コイルの磁界と永久磁石の磁界と
の間の相互作用によって、永久磁石109には振動運動
が、そして取付けられている部材103には回転振動が
発生する。1または複数の撓み可能なストリップ12
1、123の軸A’を中心とする前後のねじれは部材1
03を振動させ、鏡159を軸A’を中心とする弧上を
往復動させる。鏡の運動の弧は図3の紙面内にある。レ
ーザダイオード・集束モジュール600が光ビームを放
出すると、運動している鏡159はしるし70’が現れ
ているターゲット表面に向けてビームを反射させる。鏡
159の往復動振動によって、ビームは図に示す支持構
造200の左方を線走査する。もし図3が側面図であ
り、支持構造200が図示のように配向されているもの
とすれば、得られる走査線は垂直となり、水平のバーを
有するしるし70’を走査することになる。しるしによ
って反射された光は周囲光阻止光学フィルタ156を通
して検出器158に印加される。検出器158は反射光
の強度に比例するアナログ信号を発生し、通常の手法で
処理し、ディジタル化しそして復号する。
【0021】上述したスキャナ支持構造の2つの異なる
レイアウトによって示したように、本発明の走査成分支
持構造の1つの長所は、それが種々に配向でき、異なる
方向の走査を発生できることである。例えば、もし図2
の配列を図1に示す型の手持ちスキャナ内に組込むもの
とすれば、得られる走査線はバーコードしるし70を水
平に横切って走査する。これに対してもし図3の配列を
図1に示す型の手持ちスキャナ内に組込むものとすれ
ば、得られる走査線は垂直に走査する。このような走査
は、バーが水平に配向されているコード70’を読むこ
とができよう。上述した実施例の撓み可能な支持構造1
00または200は、極めて小さくすることができる
が、それにも拘わらずバーコード走査には好ましい例え
ば 20 Hzまたはそれ以下の低い走査周波数で動作できる
走査成分構造を提供する。部材102の両端の鏡及び磁
石の位置が、それらの重量を軸から比較的遠く位置決め
する。従って運動成分は大きい慣性モーメントを呈す
る。また運動成分はかなり大きく、ばねストリップ12
1、123の好ましい材料(即ちマイラ及びカプトン)
は極めて柔軟である。質量が大きく、慣性とばねの柔軟
(撓み)性が大きい結果として、システムは比較的低い
特性振動周波数を有している。
【0022】旋回軸に対する鏡の重量と第1の磁石の重
量の平衡が、望ましくない方向への振動を生ずることな
く、精密な走査運動を提供する。もしばねによって支持
されている成分が平衡していなければ、軸の向きが正し
い垂直ではないように操作員がスキャナを保持すると、
成分の重力効果による重量が成分を位置から外して運動
させる。その結果鏡は、レーザダイオード、及びビーム
がハウジングから出て行く窓のような固定成分に対して
適切に整列しなくなる。運動部品の平衡は、スキャナの
性能の効率をも改善しているのである。モジュールの好ましい実施例 図4乃至9は小型の独立走査モジュール400の構造を
示す。モジュール400は実質的に矩形であり、一例で
は 1.35"× 0.95"× 0.69"程度に小さく作られている。
モジュール400は、典型的にはアルミニウム製の金属
ベース410を含む。円形のハウジング412は、上述
したダイオード・集束モジュール600(図2及び3参
照)と同一のレーザダイオード・集束モジュール60
0’を収納している。図7は、第1の回路基板及びレー
ザダイオード・集束モジュール600’を取除いて示す
走査モジュール400の端面図である。図示のように、
円形ハウジング412は金属ベース410の一区分と一
体に形成されている。円形ハウジング412はレーザダ
イオード・集束モジュール600’のレーザダイオード
保持具として役立っている。本実施例ではレーザダイオ
ードは、図4及び6の下側に示されている方の端からハ
ウジング412の円形開口内に圧入される。レンズを保
持する第2の部材は、反対側の端から円形ハウジング4
12内へ望遠鏡式に挿入される。焦点合わせする場合に
は、レーザダイオードとレンズとの間に位置しているバ
イアス用ばねの力に対抗して、第2の保持具及びレンズ
を円形ハウジング内へ移動させる。適切な焦点が得られ
たならば、例えば糊を注入する等によってレンズ保持具
をレーザダイオード及び円形ハウジング412に対する
定位置に固定する。ハウジング412がレーザダイオー
ド・集束モジュール600’の周囲に締まりばめされて
いるために、ハウジング412及びベース410は走査
動作中にレーザダイオードが発生する熱を消散させるヒ
ートシンクとして役立つ。
【0023】図5及び6は、モジュール400が互いに
直角に位置決めされている2枚の回路基板を含むことを
示している。金属ベース410の一方の端に直角に取付
けられている第1の回路基板416は、スキャナが使用
する回路を支持している。典型的には、第1の回路基板
416は、ダイオード・集束モジュール600’内に収
納されているレーザダイオードを駆動するための電流を
発生する回路を支持している。第2の回路基板418
は、第1の回路基板に対して直角に、且つ金属ベース4
10に平行に取付けられている。ベース410の平らな
主面がモジュール400の底であるものとすれば、第2
の回路基板418はモジュール400の上面を形成する
ことになる。柔軟な電気ケーブル417が第1及び第2
の回路基板上の回路を互いに接続している。第2の回路
基板418は残余の必要回路を支持している。特に注目
されたいことは、第2の回路基板418がアナログ処理
回路、ディジタイザを含み、且つマイクロプロセッサを
ベースとする復号器を含むことができる応用特定集積回
路419を支持していることである。図4は、モジュー
ル400の内部を示すように第2の回路基板418を取
外して示すモジュール400の上面図である。図示のよ
うに支持構造300は鏡359の必要な往復動運動を可
能ならしめるために、鏡359のための撓み可能な支持
具になっている。支持構造300は本質的に先行実施例
の構造と同一である。
【0024】図9に示すように、鏡支持構造300は鏡
359を取付けている第1の腕305を有するU字形部
材303を含んでいる。部材303の第2の腕307は
永久磁石309を支持し、直線区分311は第1の腕3
05と第2の腕307との間に伸び、これらの腕を互い
に接続して部材303のU字形を形成している。1対の
撓み可能なストリップ321、323がU字形部材30
3の腕の一方に接続され、平ばねとして役立っている。
この実施例においても、これらのばねストリップは、マ
イラまたはカプトンのような柔軟なプラスチック材料の
平らなシート、またはベリリウム・銅合金等の非磁性金
属の平らなストリップのような他の柔軟な要素からな
る。部材303が休止位置にある場合(図4)にはスト
リップ321、323は比較的撓んでいない状態にあ
り、図9に示すように第1の腕305と第2の腕307
との間の空間内で直線区分311に実質的に平行を維持
している。ストリップ321、323の自由端は第1の
腕305に接続され、ストリップ321、323の反対
端は固定支持構造によって保持されている。詳述すれ
ば、撓み可能なストリップ321、323を形成してい
るマイラまたはカプトン材料のシートの自由端は適当な
締め具325によって板327と、第1の腕305の後
面から伸びている枠部材326との間に、及び直線区分
311の下面の一部分に締付けられている。ストリップ
321、323の反対端は、ストリップを板331(図
9)と、支持ペデスタル335(図4)から伸びている
静止腕337の拡大部分との間に締付けている適当な締
め具329によって固定支持構造に締付けられている。
支持ペデスタル335は金属ベース410の平らな区分
上に取付けられている。
【0025】支持構造300の成分、鏡359、及び磁
石は、先行実施例において説明したことと全く同じよう
に、鏡と磁石とのほぼ中間点を通る軸A”に対して磁石
の重量が鏡の重量を平衡するような寸法である。その結
果、ストリップ321、323は平板ばね要素として機
能し、この旋回軸を中心として撓む。旋回軸A”はベー
ス410の平らな下側部分に直角に(または図9におい
て上下方向に)伸びている。電磁石333は、ブラケッ
ト334によって、第2の回路基板418の下面に取付
けられている(図5)。第2の回路基板418がモジュ
ール400の頂部に取付けられているために、取付けら
れたコイル(電磁石)333は図4に示すように永久磁
石309に極めて接近して位置する。永久磁石309の
N極とS極との間の軸は図4の紙面内に配向されてい
る。つまり金属ベース410の平らな下側部分に平行で
ある。電磁石333のコイルに交流電流を流すと、コイ
ル333の磁界と永久磁石309の磁界との間の相互作
用によって、平らな平板ばねストリップ321、323
が発生する戻し力に対抗して永久磁石309に振動運動
がまた取付けられている部材303に回転運動が発生す
る。撓み可能なストリップ321、323は軸A”を中
心として前後にねじれ、部材303を振動させ、鏡35
9を軸A”を中心とする弧上を往復動させる。
【0026】レーザダイオード・集束モジュール60
0’が光ビームを放出すると、運動している鏡359は
しるしが現れているターゲット表面に向かってビームを
反射させる。上から見た図4の場合、鏡359は光ビー
ムをモジュール400の右側へ反射させる。ビームはモ
ジュールの右側に形成されている開口461(図6)を
通って出て行く。詳述すれば開口461は、金属ベース
410上に形成されている支持ペデスタル463と、レ
ーザダイオード・集束モジュール600’を収納してい
る円形ハウジング412との間に形成されている。レー
ザダイオード・集束モジュール600’からビームが放
出されている時に鏡359が往復動運動することによっ
て、図4においてモジュール400の右方にビームによ
る線走査が得られる。もしモジュール400がスキャナ
内に水平に取付けられていれば(図4を上面図として見
た場合のように)得られる走査線は水平であり、垂直の
バーを有するしるしを走査することになる。これに対し
て、もしモジュール400がスキャナ内に垂直に取付け
られていれば(図4を側面図として見た場合のように)
得られる走査線は垂直であり、水平のバーを有するしる
しを走査することになる。
【0027】しるしから反射された光は、周囲光阻止光
学フィルタ356を通過して検出器358(図8)に入
射する。検出器358はフォトダイオードの線形アレイ
であるか、または図6に矩形破線で図式的に示されてい
るような1つの長いフォトダイオードである。フィルタ
356は殆どの光波長を阻止するが、レーザダイオード
が放出した光ビームの波長に対応する波長の光は通過さ
せる。図6に示すように、フィルタ356及び検出器3
58は開口461の上に伸びている。検出器358及び
フィルタ356自体は両回路基板416、418に直角
であり、また金属ベース410の底の平らな主面に対し
ても直角である。図8は、図7の鎖線円内に対応する部
分の拡大図であって、フィルタ356及び検出器358
を支持する構造の詳細を示す図である。図示のように、
保持具361はフィルタ356を支持し、検出器358
は糊等によって裏板363に取付けられている。検出器
358はフィルタ356の背後にあって、保持具361
が形成している開口内に突出ている。保持具361の下
側部分は、円形ハウジング412の側に形成されている
溝367内にはめ込まれる縁延長部365を含む。保持
具の反対端は支持ペデスタル463内に形成されている
溝内にはめ込まれる同じような縁延長部を含む。
【0028】保持具361及び裏板363を組立て、縁
延長部を円形ハウジング412及び支持ペデスタル46
3の溝内に位置決めした後に、回路基板を金属ベース4
10の垂直延長部410’に固定する。裏板363の上
端は、第2の回路基板418内の対応開口を通って突出
る3本のピン369を含んでいる。このようにして、第
2の回路基板418は裏板363及び保持具361から
なる組立体をモジュール400の右上側に沿う位置に締
付けている(図6乃至8参照)。検出器358は反射光
の強度に比例するアナログ信号を発生し、この信号は応
用特定集積回路419によって処理され、ディジタル化
され、復号される。検出器358のダイオードアレイか
ら応用特定集積回路419まで信号を伝送する電気リー
ドは裏板363、ピン369及び第2の回路基板418
に沿って走っている。この実施例のU字形部材303
は、直線区分311から上方へ伸びているピン312を
も有している(図4及び9)。ペデスタル335は、そ
の頂部に取付けられている冠板315を有している。冠
板315は、ピン312が冠板315内に形成されてい
る開口313内に位置するようにU字形部材303上に
伸びている。開口313はピン312よりも僅かに大き
い。その結果、通常の走査動作中には開口の内面がピン
312と係合することはなく、ピン及び開口が旋回点と
して作用することはない。しかしながら開口313は、
ピン312及び取付けられた腕303の横方向運動を制
限するように働く。ピン及び開口は一緒になって走査成
分の変位を制限するための停止手段として役立つ。つま
り、もし走査モジュール400が落とされたり、もしく
はその他の衝撃を受けても、鏡及び磁石の重量によって
ばね321が横方向に極端に曲げられてこれらのばねが
恒久的に変形するか、または破損するようなことは起こ
り得ない。
【0029】走査モジュール内に設けられた撓み可能な
支持構造300が小型であっても、低走査周波数におけ
る動作が妨げられることはない。この実施例でも、部材
303の両端の鏡及び磁石の位置が、それらの重量を軸
から比較的遠くに位置決めしているので大きい慣性モー
メントが得られる。また運動成分の質量はかなり大き
く、ばね321、323の好ましい材料は極めて柔軟で
ある。大きい質量、大きい慣性及びばねの柔軟(撓み)
性のために、撓み可能な支持構造は比較的低い特性振動
周波数を呈する。以上のように、小型独立走査モジュー
ル400はバーコード走査にとって好ましい、20 Hz ま
たはそれ以下のような低い走査周波数で振動する。また
モジュール400は鏡の重量と第1の磁石の重量とを平
衡させてあるために、走査運動を分裂させかねない望ま
しくない振動を減少乃至は排除し、走査成分の運動を開
始させるために供給しなければならない電力量を最小に
するので、走査はより効率的になる。図10、11、及
び12は、電磁石733を永久磁石709の位置と鏡7
59の位置との間に配置して、スキャナの寸法をさらに
小さくした撓み可能な支持構造の変形例を示す。図10
はこの実施例の側面図であって、コイルは断面で示して
あり、また撓み可能なストリップの自由端及びコイルを
支持するための構造は省略してある。図11及び12は
それぞれ上面図及び側面図であって、適切な静止支持構
造上に取付けられた図10の組立体を示している。
【0030】この実施例では、撓み可能な支持構造はT
字形部材703(図11参照)を含む。部材703は、
直線区分711と、この直線区分711の第1の端の横
腕要素707とを含む。撓み可能なストリップ721、
723が撓み状態にはなく、従って鏡759がその休止
位置にある場合には、直線区分711は電磁石733の
ボビンを通る開口の軸に沿って位置している(図10ま
たは12)。図10及び11に示すように、直線区分7
11の第2の端708は永久磁石709を通って突出て
いる。磁石709は直線区分711の第2の端708上
に圧入されているか、または糊付けされているか、また
は他の方法で取付けられていて直線区分711の第2の
端708と共に運動する。横腕要素707は鏡759を
担持している。即ち、横腕要素707は垂直にまげられ
て第1の撓み可能なストリップ保持器を形成している
(図10)。横腕要素707の両横端727は後方へ曲
がっており(図11)、更に上方へ曲げられている(図
10)。支持構造700は第2の撓み可能なストリップ
保持器728をも含む。第2の撓み可能なストリップ保
持器728の両端726は、図11に示す横腕要素70
7の両端と同じように後方に曲がっている。第2の撓み
可能なストリップ保持器728の両端726は、図10
に示すように下方へも曲げられている。
【0031】1対のばねクリップ712が鏡759を取
囲み、横腕要素707の第1の保持器クリップと第2の
撓み可能なストリップ保持器クリップ728とで図10
に示す組立体を形成している。横腕要素707、第2の
撓み可能なストリップ保持器728、及びばねクリップ
712は全て、ベリリウム・銅合金のような非磁性金属
製である。ばねクリップは2つの保持器と共に、鏡をT
字形部材703の横腕要素に締付けている。また撓み可
能なストリップ721、723の自由端は、横腕要素7
07の曲げられた端726と、第2の保持器728の対
応する曲げられた端との間に、ばねクリップ712によ
って与えられる圧縮力によって締付けられる(図1
0)。ストリップ721、723の反対端は固定端とし
て役立ち、+ねじで示されている適当な締め具729に
よって固定支持構造に締付けられている。締め具729
は撓み可能なばねストリップ721、723の各固定端
を、板731の一方と、システムを取付けているベース
(図12の最下部に実線で示す)から上方に伸びている
支持ペデスタル735との間に締付けている。本例にお
いても成分は、鏡と磁石とのほぼ中間点を通る軸に対し
て磁石の重量が鏡の重量を平衡させる寸法になってい
る。その結果、ストリップ721、723は平板ばね要
素として機能し、この軸を中心として撓む。ばねストリ
ップ721、723上でT字形部材703が振動する
と、鏡759は軸を中心とする弧上で上下に往復動運動
させられる。この弧は図12の紙面内にある。
【0032】図11は、電磁石733が本質的に部材7
03の直線区分711と同心状であり、平ばねストリッ
プ721、723が電磁石733の外側を通過している
ことを示している。電磁石733は一方または両方のペ
デスタル735の表面上に、またはベースに取付けるこ
とができる。第1及び第2の磁石709及び733は本
質的に、図3の実施例における第1及び第2の磁石と同
じように機能する。永久磁石709のN極とS極との間
の軸は垂直に配向されている(即ち、図12の紙面内に
ある)。電磁石733のコイルに交流電流を流すと、コ
イルの磁界と永久磁石709の磁界とが相互作用して永
久磁石709には振動運動を、また取付けられている部
材703には回転運動を発生させる。撓み可能なストリ
ップ721、723は鏡と磁石との間の平衡軸を中心と
して上下にねじれて部材703を振動させ、鏡を軸を中
心とする弧上で往復動させる。先行実施例に示したよう
なレーザダイオードは光ビームを鏡759に向けて放出
する。鏡759はこのビームをしるしが現れているター
ゲット表面に向けて反射させる。鏡759の往復動振動
はビームに、図12に示す支持構造700の左方に線走
査を発生させる。もし支持構造700が図12の側面図
で示すように配向されているものとすれば得られる走査
線は垂直になる。もし支持構造が90°回転されれば
(図12が上面図である場合のように)得られる走査線
は水平になる。しるしから反射された光は検出され、検
出器信号は普通の技法で処理され、ディジタル化され、
そして復号される。
【0033】横腕要素及び第2の保持器の各曲げられた
端727及び726の曲率半径は、板731の下側表面
及び支持ペデスタル735の下側表面の曲率半径と同一
である。スキャナを落としたことによって受けるような
垂直の衝撃をもしスキャナが受けることがあれば、平ば
ねストリップ721、723によって支持されている成
分の重量が強い下向きの力を加えるので、これらのばね
は1またはそれ以上の曲げられた表面の付近において変
形する。従ってこれらの成分の曲率半径は、操作員が間
違ってスキャナを落とした場合でもばねストリップ72
1、723の最小曲率を超えないように制限される。任
意の材料及び厚みの如何なる平ばねの場合でも、最小曲
率半径はそれ以上ばねを曲げるとばねが破損するような
曲率である。従ってもし平ばね721、723をそのば
ね材料の最小半径より小さい半径で曲げると、そのばね
材料は恒久的に変形してしまう。このような破損を防ぐ
ために、曲げられた端727及び726の半径と、板7
31の下側表面及び支持ペデスタル735の上側表面の
曲率半径は全て、マイラまたはカプトン型平ばね72
1、723の最小半径よりも大きくしてある。詳述はし
なかったが、先行実施例においても、種々の締付け板及
び支持腕またはペデスタル上の適切な位置の曲げられる
表面には同じような配慮がなされているのである。二次元走査 図13乃至15は、互いに実質的に直交する2方向にお
いてビームスポット走査を行わせるように変形した撓み
可能な支持構造を示す。多くの異なる走査応用において
は2つの異なる方向の走査が要求される。このような応
用の1つは、バーコード型のしるしを横切って運動する
走査パターンを用いて、コードを正確に読取ることがで
きるような十分に無傷な部分を見出すことである。この
双方向走査応用の詳細に関しては、図18乃至24の実
施例を参照して後述する。他の双方向走査応用は、2つ
の異なる次元に符号化されたしるしを走査することに関
する。図13乃至15の実施例はこの後者の型の走査応
用に関するものである。
【0034】二次元バーコードは、光学的に符号化され
た情報の一連の行または線からなっている。もしこれら
の行がX方向(水平)に配向されていれば、これらの行
はY方向(垂直)に重ねられて配置されている。情報の
各行または線は一連の符号化された記号からなり、各記
号は典型的には矩形である一連の明るい領域及び暗い領
域からなっている。暗い領域即ちバーの幅、及びバー間
の明るいスペースの幅の両者または何れか一方が、各行
または線上の符号化された情報を表している。二次元バ
ーコードは、普通の一次元コードよりもかなり多くの符
号化された情報を含むことができる。二次元のしるしを
読取るためには、ラスタまたは類似の型の走査パターン
でそのしるしを走査することが望ましい。このような走
査パターンは、かなり多数の実質的に水平で実質的に平
行な走査線が、上側水平走査線から始まって下方に進
み、中間の多数の水平走査線を経て下側水平走査線まで
しるしを横切り、しるしを含む所望の走査領域を均一に
カバーする。このようなラスタ型走査パターンを得るた
めには、2つの異なる方向に往復動運動するように走査
成分を支持しなければならない。またX方向スポット走
査運動を発生する第1の方向における振動の周波数は、
Y方向スポット走査運動を発生する第2の方向における
振動の周波数よりもかなり高くする。
【0035】図13及び14に示す支持構造(副組立
体)800は、鏡159及び永久磁石109を支持する
U字形部材103を含む。撓み可能なストリップ12
1、123の第1の自由端は、締め具125、板12
7、及び枠部材によって鏡159を支持している腕に取
付けられている。これらの要素は全て、同一番号を付し
た図2に示す実施例の要素と同一である。図2の実施例
が、撓み可能なストリップ121、123の反対端を支
持する固定構造を含んでいたことを思い出されたい。こ
れに対して図13−15の二次元スキャナでは、撓み可
能なストリップ121、123の反対端はストリップ
と、それらに支持されているU字形腕103とが第2の
方向に運動できるように支持されている。詳述すれば、
本実施例では撓み可能なストリップ121、123の第
2の端は適当な締め具129によって撓み可能な支持構
造に締付けられ、それによって1対の板131’間に締
付けられている。図14には支持板131’の一方が示
されており、他方の支持板は図示した板の背後のストリ
ップのの反対側に位置していて見えないために図14で
は示されていない。撓み可能な支持構造800は、第2
の平ばねを形成している第2の組の撓み可能なストリッ
プ221、223をも含む。好ましい形状では、この、
またはこれらの撓み可能なストリップ221、223は
各々マイラまたはカプトンフィルムからなるが、ベリリ
ウム・銅合金のような非磁性金属の平らなストリップの
ような他の撓み可能な用紙を適当な締め具225と共に
使用することも可能である。1対の撓み可能なストリッ
プ221、223の第1の自由端は、適当な締め具22
5によって1対の板226、227間に締付けられてい
る。支持構造800のそれぞれの側において、2枚の板
226、227の一方が板131’の一方の表面に取付
けられ、そこから伸びている。
【0036】この構造においては、第2の対の撓み可能
な平ストリップ221、223はU字形部材103及び
第1の対の撓み可能なストリップ121、123の両側
に配置される。第2の対の撓み可能な平ストリップ22
1、223の平面は、第1の対の撓み可能なストリップ
121、123によって形成されているばねの平面に対
して直角である。ストリップ221、223の長さは、
ストリップ121、123の長さと同一かまたはやや短
くする。図15は、先行の2つの実施例に使用されたも
のと同一のレーザダイオード・集束モジュール600
と、図13及び14に示した副組立体即ち支持構造80
0を組入れたビーム走査モジュールを示す。図15に示
すように、ピン229または他の適当な締め具が、平ば
ね221、223の第2の端を板231とペデスタル2
35との間に締付けている。枠528がペデスタル23
5を支持し、それを介して支持構造800を支持してい
る。枠528の延長部分の一方の端には電磁石133が
固定され、この電磁石133は支持構造800の永久磁
石109と極めて接近している。副組立体即ち支持構造
800の成分は、先行実施例の成分と同様にして平衡さ
れているが、この場合の成分は2つの直交軸に対して平
衡しているのである。磁石109の重量による鏡159
の重量の平衡は、鏡と磁石との間の距離のほぼ中間の点
を通る軸Ax を中心として第1の対の撓み可能な平スト
リップ121、123を撓ませると共に、鏡と磁石との
間の距離のほぼ中間点を通る軸Ay を中心として第2の
対の撓み可能な平ストリップ221、223を撓ませ
る。2つの軸Ax 、Ay は互いに直交している。この実
施例では、軸Ax が垂直軸であり、軸Ay が水平軸であ
る。
【0037】第1の対の撓み可能なストリップ121、
123によって形成される平ばねが垂直軸Ax を中心と
して往復動的に撓むと、U字形部材103が振動せしめ
られ鏡159は軸Ax を中心とする水平の弧上を左右に
往復動運動させられる。同様に、第2の対の撓み可能な
ストリップ221、223が軸Ay を中心として往復動
的に撓むとU字形部材103が振動せしめられ、それに
対応して鏡159は軸Ay を中心とする垂直の弧上を上
下に往復動運動させられる。所望の二次元走査パターン
を発生させるためには、軸Ax を中心とする振動運動
を、軸Ay を中心とする振動運動よりも高い周波数とす
るべきである。一般にばねが大きい質量を運動させなけ
ればならない場合には、そのばねは低い周波数で振動す
る。図15のシステムでは、第1の対の撓み可能な平ス
トリップ121、123は磁石109、U字形部材10
3、鏡159、ピン125、部材103にばねを取付け
ている枠部材及び板127の質量を担持している。この
質量の他に、第2の対の撓み可能なストリップ221、
223は、第1のストリップ121、123、及びスト
リップ121、123の第2の端を第2の対の撓み可能
なストリップ221、223の自由端に接続している種
々の板及びピンの質量を担持している。その結果、撓み
可能なストリップ221、223によって形成される第
2の平ばねによって運動させられる質量は、撓み可能な
ストリップ121、123によって形成される第1の平
ばねによって運動させられる質量よりも若干大きくな
る。図18−24を参照して後述する進行ジグザグパタ
ーンのような若干の所望のパターンの場合には、これら
の質量の差によってもたらされる振動周波数の差で十分
であろう。二次元のしるしを読取るラスタ型パターンを
生成するためには、Ax 軸を中心とする振動運動はAy
軸を中心とする振動運動よりも遥かに高い周波数とする
べきである。一般的には、ばねが硬い程、柔軟なばねよ
りも高い周波数で振動するので、第1の対の撓み可能な
ストリップ121、123は第2の対の撓み可能な平ス
トリップ221、223よりも硬くすべきである。もし
種々の平ばねストリップが全て同一の材料で作られてい
れば、第1の対の撓み可能なストリップ121、123
は第2の対の撓み可能なストリップ221、223より
も厚くすべきである。代替として、第1の対の撓み可能
なストリップまたはばね121、123を、例えばベリ
リウム・銅合金のような柔軟な非磁性金属製の、比較的
硬いばね材料とすることができる。この場合、第2の対
の撓み可能な平ストリップまたはばね221、223
は、例えばマイラまたはカプトンのようなより柔軟なプ
ラスチック材料からなることになろう。二次元バーコー
ドをラスタ走査するためには、第2の対の平ばね22
1、223は、約5乃至 15 Hzの範囲内のような比較的
低い周波数範囲内の特性周波数で振動する。これに対し
て、第1の対の平ばね121、123は、約 200乃至 8
00 Hz の範囲内のような比較的高い周波数範囲内の特性
周波数で振動する。
【0038】電磁石133によって単一の永久磁石10
9に加えられる振動力は、永久磁石の極性を適切に配向
し、また電磁石133のコイルを駆動するために印加す
る駆動信号を注意深く選択することによって、両方の対
のばねストリップ121、123及び221、223に
所望の振動を開始させることができる。電磁石133
は、その周囲にコイルを巻付けるコアまたはボビンを含
む。コイルに電流が流れない場合には、第1及び第2の
対の平ばねの弾性が鏡159及び磁石109を休止位置
へ戻す。電流がコイルを通って流れると、コイルの磁界
と永久磁石109の磁界との間の相互作用によって力の
モーメントが発生し、磁石109をその平衡位置から遠
去けるように運動させる。この実施例では、永久磁石1
09の磁極間の軸は、旋回軸Ax とAy との間にあって
ほぼ 45 °をなしている(即ち図15の紙面から 45 °
の角度をなしている)。その結果、磁石に加わる力は各
回転軸に直交するベクトルを含み、磁石は両軸に対して
休止位置から遠去けられる。このような運動の結果、第
1の対の平ばねストリップ121、123がばね力を発
生し、また第2の対の平ばねストリップ221、223
がばね力を発生する。これらのばね力は運動に対抗して
永久磁石109を休止位置に戻す傾向にある。供給電流
の極性を反転させると磁力及び対抗ばね力の方向も反転
する。従って、もし電磁石133のコイルに供給する電
流が正弦波、パルス信号、三角波等のような周期的な交
流信号であれば、誘起される磁力は振動運動を発生して
永久磁石109を両軸Ax 、Ay を中心として振動させ
る。
【0039】2つの異なる軸を中心とする2つの異なる
運動周波数を発生させるために、電磁石に印加される駆
動信号は異なる周波数の2つの周期的信号を重畳した形
状である。第1の信号成分は第1の対のばね121、1
23の特性振動周波数に対応する高い周波数範囲内の周
波数を有している。第2の信号成分は第2の対の平ばね
221、223の特性振動周波数に対応する低い周波数
範囲内の周波数を有している。従って永久磁石109に
加えられる振動磁力は、駆動信号内の2つの成分信号に
対応する2つの異なる周波数成分を含むことになる。2
組のばねストリップが異なる特性振動周波数を有してい
るので、1対のストリップによって形成されている各平
ばねは、その対応旋回軸に直交する力ベクトルのみに応
答して、その固有振動周波数でのみ振動する。従って、
電磁石133をこのような重畳信号によって駆動すれ
ば、第1の対の平ばねストリップ121、123はAx
軸を中心として高い周波数範囲内の周波数で振動し、第
2の対の平ばねストリップ221、223はAy 軸を中
心として低い周波数範囲内の周波数で振動する。図15
に示すように、レーザダイオード・集束モジュール60
0は光ビームを発生し、この光ビームは振動鏡159に
よって反射される。上述したように、鏡159は2つの
異なる周波数で2つの直交する方向に振動する。鏡15
9のこの振動によって反射された光ビーム51は、二次
元バーコードが現れている表面を横切るラスタパターン
で、X方向には左右に走査し、またY方向には上下に走
査する。しるしから反射された光52は検出され、反射
光の強度に比例する検出器信号は、(図示してない検出
器及び処理回路によって)通常のように処理され、ディ
ジタル化され、そして復号される。スタイラス内へのスキャナモジュールの組込み 本発明の撓み可能な支持構造を組込んだスキャナモジュ
ールが小型、軽量で頑丈な構造であることから、上述し
た本発明のどの実施例も、操作員の種々の位置に取付
け、装着し、または保持することが可能である。例え
ば、図4乃至7に示したモジュール400のようなスキ
ャナモジュールは、操作員のヘルメット、眼鏡、腕バン
ド、ブレスレット、または指輪等の上に装着することが
できる。モジュールは図1に示したものと類似の手持ち
スキャナ内に容易に適合させることができる。代替とし
て、モジュールを固定された設備のスキャナの部分とす
ることもできる。
【0040】図16及び17に示す1つの好ましい実施
例では、ビームスキャナモジュール400’は書込み装
置750内に組込まれている。モジュール400’はモ
ジュール400と本質的に同一であってよく、この場合
検出器及びビーム走査のための全ての処理回路がモジュ
ールの成分である。代替として、図16に示すように検
出器は分離して取付けられたシステムの成分であっても
よい。モジュール400’は、少なくともレーザダイオ
ード・集束モジュールと、鏡と、鏡を支持して1または
2方向に運動させるための構造と、適切な駆動信号に応
答して所望の周波数でこのような運動を発生させる第1
及び第2の磁石とを含む。図16に示す書込み装置75
0は、一方の端のテーパー付きチップと、このテーパー
付きチップとは反対の端の太い区分と、これらの端の中
間の細長いボディとを有するペン形ハウジング751を
含んでいる。ペンのチップ端は必要なスタイラスエレク
トロニクス752を含み、スキャナモジュール400’
は、モジュールがペンハウジング751の太い区分内に
位置するように回路基板753の一端に取付けられてい
る。回路基板753は、必要に応じて、走査動作または
書込み動作の何れかに関連する信号を生成し、処理する
ために必要な付加回路も支持することができる。
【0041】透光窓756は、ビームスキャナモジュー
ル400’からの出力光ビームがハウジング751から
出て行くのを許容する。光ビームは、ハウジング751
のボディの外面に沿って伸びる光路に沿って、光学的に
符号化されたしるし70が現れているターゲット表面に
向かって走行する。しるしから反射して戻された光は周
囲光阻止光フィルタ756’を通して検出器758に印
加される。図示のようにフィルタ及び検出器はペン形ハ
ウジング751のテーパー付きチップの所に、またはそ
の付近に取付けられている。検出器758は反射光の強
度に比例するアナログ信号を発生し、モジュール40
0’内の、または回路基板753上に取付けられた回路
が通常の手法でこの信号を処理し、ディジタル化し、そ
して復号する。手動で作動可能なスイッチ754がテー
パー付きチップ付近のペンのボディの側面に取付けられ
ている(図17)。従ってスイッチは、光路の線から外
れている。右手にペンを持った操作員は人差指でスイッ
チを作動させる。左手にペンを持った操作員は親指でス
イッチを作動させる。何れにしても、スイッチ754が
この位置にあるので、ハウジング751のボディの外面
に沿う光ビームの経路をスイッチを作動させる指が妨害
することはない。スイッチを作動させるとビームの放
出、モジュール400’の走査成分、検出器756、及
び関連信号処理・復号回路が付勢され、光学的に符号化
されたしるし70の読取りが開始される。
【0042】典型的に移動スポットスキャナは、走査線
がしるしの幅よりも短いために装置がしるしを走査する
ことができない“デッドゾーン”をスキャナの窓付近に
有している。しかしながら、操作員にとっては走査中に
スキャナの鼻またはチップをしるしに極めて接近させて
保持することが最も便利であることが多い。図示のよう
にペンまたはスタイラスに配列した場合、スキャナモジ
ュール400’の、全てではないにしても、殆どの“デ
ッドゾーン”はペン形ハウジング751のボディの長さ
に沿っている。従って操作員は、スタイラス750のチ
ップをしるし70に比較的接近させて保持することがで
き、それでもスキャナはしるしの正確且つ有効な読みを
得ることができる。図17に示すように、スキャナモジ
ュール400’を含むスタイラスは、ケーブル757を
介して分離したタブレット775に接続されている。書
込みタブレットはその上の位置にスタイラスチップが接
触またはそれらの位置を指し示すのに応答して位置デー
タを導出し、タブレットは導出した位置データに関連す
る情報を表示する。例えば、タブレットは、ペンチップ
がタブレット表面に接触したX,Y位置を電子的に決定
する抵抗性接触型の入力スクリーン及び関連表示装置を
含むことができる(例えば合衆国特許 4,972,496号参
照)。代替として、スタイラスエレクトロニクスは、ラ
イトペン技術、容量性接触検出回路、超音波近接検出回
路等に頼るものであってもよい。何れの場合もスタイラ
ス750は、X,Y位置データ入力を対応する型の電子
タブレット775へ供給するために必要なエレクトロニ
クスと、上述した型の1つのビームスキャナモジュール
400’とを共に組込んでいることが鍵である。
【0043】図17の実施例では、ケーブル757は符
号化された文字を表すディジタルデータを、例えば表示
装置と抵抗性スタイラス入力タブレットを介して関連コ
ンピュータへ伝送する。このような場合、スタイラス7
50は典型的に、タブレットに接続されているケーブル
757を介してシステム電源のような外部電源から電力
供給電圧を受ける。代替として、スタイラスは内部電池
電源とワイヤレス送信機とを含むことができる。送信機
は無線送信機、赤外線送信機、超音波送信機、または他
の何等かの型のワイヤレス送信機とすることができる。
送信機は、光学的に符号化されたしるし70を走査の結
果得られたアナログまたはディジタル信号を関連コンピ
ュータシステムへ送る。この後者の場合には、タブレッ
ト775へのケーブル接続は不要であり、長時間の走査
動作中に操作員がタブレットを保持する必要がなくな
る。進行する線運動スキャナ 図18−24は、異なる2方向にビームスポット走査運
動を発生するための本発明の実施例を示す。しかしこの
実施例の走査パターンは、ラスタパターンではなく、部
分的に使用される移動ジグザグパターンである。
【0044】低品質印刷技術を使用して印刷されたしる
しは多くの印刷欠陥を含むことが多い。このような欠陥
を含んで印刷されたコード、及び破損したまたは掻き傷
のあるしるしは、それでもなお読取るには十分な部分的
に無傷な及び正確に印刷されているの両方または何れか
一方のバーコード領域を含むことが多い。また現在では
バーコードを小さくする傾向にあり、従ってコードの表
面積は小さく、目立ち難くなっている。しかしながら、
このような小さい、または部分的に読取り可能なコード
は、1またはそれ以上の走査線が無傷の、部分的に読取
り可能なコードを正確に横切らなければ読取ることはで
きない。単一の走査線だけを繰り返して走査する典型的
なスキャナを使用する場合には、このような部分的に読
取り可能なコードを走査線が横切るように注意深く狙い
をつける必要があり、また走査線が典型的な水平角以外
のある角度でコードを横切るようにスキャナを操作員が
保持する必要があるかも知れない。本発明のこの実施例
は、1またはそれ以上の走査線がコードの無傷の部分を
走査するまで自動的にコードを横切って進行するジグザ
グパターンを発生することによって上述したような諸問
題を解消する。このパターンは水平線と、角度をつけた
斜行線とを含む。パターンが部分的に無傷な、または読
取り可能な部分でコードを横切ると、最終的に走査線の
1つがコードの無傷の、または部分的に読取り可能な部
分に正しく整列され、それによって正確且つ有効な読取
りの結果が得られる。
【0045】図18は、本実施例の走査エンジン成分の
上面図である。回路基板11はその一方の端付近に走査
エンジンを支持している。以下に説明するように、レー
ザダイオード型放出器及び検出器は回路基板11の反対
側に取付けられている。先行実施例におけるように、こ
の走査エンジンは所望のビーム走査運動を発生させるた
めに運動する成分として鏡5を使用している。鏡5はか
なり長く、上から見た場合に若干湾曲していて反射光を
検出器に向けて集中させる。横から、例えば図18の左
側から見た場合、鏡5は細長い矩形のように見える。走
査エンジンは、鏡5を所望する2つの直交する方向に往
復動運動させる2つの異なるばね支持構造を含む。ばね
2は第1の軸Ax を中心として撓んで鏡5に実質的に水
平の運動を発生させ、1対の板ばね1は軸Ay を中心と
して撓んで鏡5に実質的に垂直の運動を発生させる。ば
ね2は、詳細を以下に説明する手法で鏡5の一端に取付
けられている。ベリリウム・銅合金または類似の撓み可
能な非磁性材料製の各板ばね1の“固定”端は、ピン7
その他適当な締め具によって締付けられており、それに
よってばねの端は板9と2つのエンジン保持具12(図
19にその一方だけを示す)との間に締付けられてい
る。少なくとも1つのピン7が回路基板11を通って伸
び回路基板11の下面を横切って伸びる支持ブロック1
3と係合して両エンジン保持具12を基板にしっかりと
取付けている。
【0046】鋲15が2つの板ばね1の“自由”端間を
ブラケット17に接続させている(図18)。ブラケッ
ト17はばね2を支持するための延長部18を含む。ば
ね2の第1の腕は鋲21のような締め具によって固定さ
れ、それによってブラケット延長部18と鏡支持締め具
19との間に締付けられている。ばね2を延長部18に
締付ける他に、鏡支持締め具19は平衡部材としても役
立っている。即ち、鏡支持締め具19はばね2とは反対
の方向に伸びていて、ばね2が撓む中心となる軸Ax
対して締め具19の重量が永久磁石23及び鏡5の重量
を平衡するようになっている。もし締め具19を十分に
遠方まで伸ばすのであれば、ばね2とは反対側の締め具
19の端に溝を設けて締め具19と板ばね1との間に摩
擦が生じないようにその中に板ばね1を通せばよい。ば
ね2は、図示のような形状に曲げられた金属ばねであ
り、典型的にはベリリウム・銅合金の平らなシートで形
成する。図21はばね2の側面図である。このばね2は
第1の腕31を有している。図20に示す前面図のよう
に、開口21’が第1の腕31を貫通している。上述し
た鋲21が、これらの開口21’を通ってブラケット1
8と鏡支持締め具19との間に腕31の端を固定的に取
付けている。
【0047】U字形の第1の半円形区分32の端が第1
の腕31に接続されている。第2の半円形区分33の一
方の端は第1の半円形区分の第2の端に接続されてい
る。第1の半円形区分32は、この区分が比較的堅くな
るように小さい曲率半径を有している。従って、第1の
腕31及び第1の半円形区分32は、第2の半円形区分
33のための比較的堅い支持具になっている。ばね2の
第2の腕34は第2の半円形区分33の他方の端に接続
されている。第2の半円形区分33は第1の半円形区分
32の曲率半径よりも大きい曲率半径を有しているの
で、第2の半円形区分33は比較的撓み易い。従って、
第2の半円形区分33の中心軸に近接した、またはこの
軸と一致する軸Ax を中心としてばね2が撓むと、鏡5
の第1の方向への運動が発生する。第2の腕34の遠い
方の端付近には鏡5及び第1の永久磁石23を支持する
手段が設けられている。この実施例では、第1の永久磁
石23は糊付けその他によって鏡5の裏面に直接取付け
られている(図18)。図20に示すように、ばね2の
第2の腕34はそれを貫通している開口35を含む。こ
の開口35の周囲には、一連のばねタブが開口35の中
心に向かって放射状に内向きに伸びている。第1の永久
磁石23は円筒形であり、ばねタブ及び開口35は、磁
石を開口内に圧入させた時にタブが第1の永久磁石23
の外面をつかむような寸法である。この係合によって第
1の永久磁石23及び走査鏡5の両者が、ばね2の第2
の腕34の可動端に取付けられるのである。
【0048】図22に示すように、腕34は、その両側
の端に形成されている内側に曲げられたクリップ状部材
即ちつかみ腕36をも有している。図20には、開口3
5の両側のこれらの内側に曲げられたクリップ状の腕3
6の位置が示されている。つかみ腕36は、第1の永久
磁石23が取付けられている付近で鏡5の両側を締付
け、第1の永久磁石23及び走査鏡5の両者をばね2の
第2の腕34の可動端に取付ける付加的な手段になって
いる。図18に示す実施例は、第1の永久磁石23に極
めて近接した位置の回路基板11の上面に取付けられて
いる第1の電磁石25を含んでいる。また、第1の永久
磁石23は、板ばね1が撓む軸Ay に極めて近接してい
る。そのため、第1の永久磁石23に作用する浮遊磁界
によって軸Ay を中心とする実質的な力のモーメントが
発生することはない。第1の永久磁石23のN極とS極
との間の軸は、この磁石の円筒形形状の中心軸に沿って
おり、電磁石25の軸に整列または平行である。周期的
な交流電流信号を電磁石25のコイルに流すと、第1の
永久磁石23に往復動プッシュプル力が発生する。ばね
2が細長い鏡5の一方の端付近に取付けられ、且つ鏡5
の質量の中心が鏡5の中央付近にあるために、鏡5はば
ね2が撓む中心である軸Ax に対して長いレバー腕を形
成する。従って、磁石23に加わる力は鏡に比較的大き
い力のモーメントを発生させ、比較的大きい角運動を発
生させる。これは鏡に磁力を効率的に伝え、ビームをX
方向に大きく角変位させる(図23に 42.0 °として示
されている) 。
【0049】ブラケット17は、第2の永久磁石を支持
するための延長部26をも含む。図19に側面図で示す
ように、延長部26は回路基板11の一方の端を回り込
んで基板11の下に達している。第2の永久磁石27は
適当な手段によって延長部26の下端に取付けられてい
る。第2の電磁石28が、回路基板11の下面に、且つ
第2の永久磁石27に極めて近接した位置に取付けられ
ている。延長部18及び26を含むブラケット17の寸
法は、板ばね1が撓む中心となる軸Ay に対して種々の
成分の重量が互いに平衡し合うように選択されている。
第1の永久磁石23と同様に、第2の永久磁石27も円
筒形である。第2の永久磁石27のN極とS極との間の
軸は、この磁石の円筒形形状の中心軸に沿っており、第
2の電磁石28の軸に整列または平行である。従って周
期的な交流電流信号を第2の電磁石28のコイルに流す
と、第2の永久磁石28に往復動プッシュプル力が発生
する。このスキャナ実施例の上述した構造によれば、鏡
は2つの異なる方向に運動することが可能であり、また
各方向における運動は他の方向における運動には全く無
関係とすることができる。
【0050】詳述すれば、電磁石25のコイルに電流が
流れていない場合には、ばね2の弾性によって鏡は軸A
x に対するその休止位置に戻される。電流がコイルに流
されると、コイルの磁界と永久磁石23の磁界との間の
相互作用によって力モーメントが発生し、磁石は図18
に示す平衡位置から離れるように運動させられる。この
力モーメントは、永久磁石23を電磁石25のボビン及
びコイルに向かわせたり、または遠去けたりするように
運動させる。このような運動の結果、ばね2にばね力が
発生し、永久磁石23を休止位置に戻すように作用す
る。印加される電流の極性が反転すると磁力及び対抗ば
ね力も反転する。従って、もし電磁石25のコイルに印
加される電流が、正弦波、パルス信号、三角波等のよう
な周期的な交流信号の形状であれば、誘起される磁力は
永久磁石23及びそれに取付けられている鏡5に振動運
動を発生させる。しかしながら、このような電流を印加
してもAy 軸を中心とする力モーメントは発生せず、そ
の結果第2の電磁石28に電流を流さなければ、鏡の運
動は完全に水平である。交流電流の代わりに、駆動信号
はばね2の特性振動と同一周波数で、同相のパルスまた
は半波信号とすることもできる。
【0051】同様に、電磁石28のコイルに電流を流し
てない場合には、板ばね1の弾性によって鏡5は軸Ay
に対する休止位置に戻される。コイルに電流を流すと、
コイルの磁界と永久磁石27の磁界との相互作用によっ
て磁石27を図19に示すその平衡位置から遠去ける力
モーメントが発生する。この力モーメントが永久磁石2
7を電磁石28のボビン及びコイルに向かわせたり、ま
たは遠去けたりするように運動させる。このような運動
の結果、板ばね1にばね力が発生し、永久磁石27を休
止位置に戻すように作用する。印加される電流の極性が
反転すると磁力及び対抗ばね力も反転する。従って、も
し電磁石28のコイルに印加される電流が、正弦波、パ
ルス信号、三角波等のような周期的な交流信号の形状で
あれば、誘起される磁力は永久磁石27に振動運動を発
生させる。交流電流の代わりに、駆動信号はばね2の特
性振動と同一周波数で、同相のパルスまたは半波信号と
することもできる。ブラケット17が鏡5を板ばね1の
自由端間に(延長部18及びばね2によって)支持して
いるので、磁石27の振動が鏡5に対応垂直運動を発生
させる。しかしながら、このような電流を印加してもA
x 軸を中心とする力モーメントは発生せず、その結果第
1の電磁石25に電流を流さなければ鏡の運動は完全に
垂直である。
【0052】両電磁石15及び18に周期的な交流電流
が流れている場合には、永久磁石23及び27の振動力
は軸Ax 及びAy を中心として鏡5を往復動運動させ
る。しるしが現れている表面をビームスポットが横切っ
てジグザグパターンを走査するように、そしてこのジグ
ザグパターンが自動的にこの表面を横切って運動し、し
るしの読取り可能な部分を探索するように、各軸を中心
とする走査運動の周波数は以下に詳細に説明するように
僅かに異なっている。図23及び24はそれぞれ、図1
8及び19の回路基板11及び走査エンジンを組込んだ
手持ちスキャナの上面図及び側面図である。図23に示
すように、レーザダイオード・集束モジュール600は
光ビームを放出し、光ビームは振動鏡5によって反射さ
れる。上述したように鏡5は直交する2つの方向に、2
つの異なる周波数で振動している。鏡5のこの振動によ
って、反射された(出力)ビーム51はしるしが現れて
いる表面を横切って進行的に運動するジグザグパターン
でX方向に前後に、そしてY方向に上下に走査させられ
る。図23に示すように、この実施例の走査エンジンは
X方向に 42 °の走査角を発生する。ビームスポットが
停止し、方向を反転させるX方向運動の両端付近の走査
の部分は、不釣合いに大きい量の(走査中に発生する)
レーザエネルギを含む。反射レーザエネルギから操作員
を危険に曝す、及び走査中に居合わせる他の人を危険に
曝すの両方、または何れか一方を減少させるために、手
持ちスキャナは光ビームが窓56を通してスキャナから
出て行く時にビームの最大走査角を制限する光阻止板3
9を含んでいる。これらの板39は図示のように位置決
めされている本実施例の走査エンジンは、X方向に 35.
5 °の走査角を発生する。
【0053】しるしから反射されて戻る光は窓56を通
ってスキャナハウジング内に入り、鏡5はこの反射光を
集めて検出器158に向けて転送する。転送された光は
周囲光阻止光学フィルタ156を通過して検出器158
に衝突する。検出器158は図2及び3に使用されてい
るものと全く同一の光検出器である。検出器158は反
射光の強度に比例する信号を発生する。走査がしるしを
横切って進行するにつれて、検出器信号は、検出器が有
効な読みを検出するまで、普通の手法で(図示してない
回路によって)処理され、ディジタル化され、そして復
号される。図13−15に関して説明したように、鏡の
X方向における振動周波数に比して鏡のY方向の振動周
波数が極めて低いと、ビームはラスタ走査パターンで走
査させられる。しかしながら、図18−24の実施例で
はラスタパターンを望んでいるのではない。この後者の
実施例では、ばねは全て、例えばベリリウム・銅合金の
ような比較的硬い同一の金属からなっている。その結
果、ばね2は板ばねの振動周波数より高い周波数で振動
するが、2つの周波数の差はラスタ走査型実施例程大き
くはない。もし2つの走査周波数が互いに等しければ、
ビームは水平に対してある角度の線を走査し、その線上
を行ったり来たりして繰り返し走査する。もし2つの走
査周波数の比が 2:1 であれば、ビームはジグザグパタ
ーンを実現する。しかしながら、このような 2:1 パタ
ーンはフレーム当たり正確に2本の水平走査線を有し、
1つのY方向走査サイクルが終わると次のサイクルはこ
れらの水平走査を正確に再現する。2つの走査周波数を
このような正確な倍数関係にすると、ビームスポットが
しるし上の全く同一の部分を何回も何回も走査するよう
な急速な繰り返しパターンを発生する。垂直走査サイク
ルによって限定される各フレームは、直前のフレームの
パターンを繰り返す。もしパターンがコードの破損した
区分、または欠陥を有する不完全に印刷された区分を横
切れば、スキャナはこのようなパターンを何回繰り返そ
うとも符号化された情報を読取ることはできない。
【0054】従ってY方向走査周波数に対するX方向走
査周波数の比は 1.5よりは大きく、2.0 よりは小さくす
べきである。好ましい実施例におけるこの比はほぼ 1.7
5 :1 である。例えば、もしX方向走査周波数が 60 Hz
であれば、Y方向走査周波数は 35 Hzであり、これらの
周波数間の実際の比は 1.71 :1 である。周波数間の関
係をこのようにした結果、ビームスポットのジグザグパ
ターンは各フレームの後に繰り返されることはなくな
り、しるしが現れている表面を横切って進行するように
なる。詳述すれば、ビームスポットは水平線に沿って左
から右へ進み、ついで斜行線に沿って右から左へ下が
る。それ以後のビームスポットはジグザグを繰り返して
運動する。しかしながら高い方の走査周波数が低い方の
走査周波数の偶数倍ではない( 1.75 :1 )ので、次の
ジグザグの最初の水平線は最初のジグザグの最初の水平
線の部分の僅かに下の位置に現れる。つまり、垂直サイ
クルによって限定される各フレームは、直前のフレーム
を繰り返さないのである。本実施例による走査によって
発生するパターンは最終的には繰り返されることになる
が、パターンが繰り返される前に、ジグザグはしるしを
上から下まで横切って前進的に運動する。このようにパ
ターンは、各々が2本の水平線と2本の斜行線を有する
多数のジグザグを含む。バーコード走査システムに使用
される多くのデコーダは、しるし上を左から右へ、及び
右から左へ通過する線から、しるしの有効な読みを復号
することができる。斜行線は水平線に対して比較的小さ
い角度をなしている。従って移動するジグザグパターン
の各線は、もししるしの無傷で完全な部分をその線が通
過すれば、しるしの有効な読みを発生することができ
る。
【0055】多くの場合、バーコードの印刷が不良であ
っても、または引掻き傷があったり破損していても、少
なくともある小さい読取り可能な部分を含んでいるもの
であり、もし走査線が適切に整列して横切ればこのよう
な部分でもコードを読取るのに十分である。しるしを横
切るパターンの進行的な運動が、しるしを横切ってコー
ドの無傷の区分を探索する。走査パターンのこの進行的
な運動はまた、ターゲット表面を横切って小さいしる
し、またはバーコードの探索をも行う。また、パターン
内に斜行線が含まれているので、しるしのバーに対して
異なる角度の走査線が発生し、適切な角度でしるしの無
傷の区分を通過して符号化された情報を読取るのに十分
な走査線が得られる確率が更に増加する。その結果操作
員は、スキャナにしるしを読取らせるためにしるしのバ
ーに対してスキャナを精密にある角度に保持する必要が
なくなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】バーコードを走査し、データを入力し表示する
従来の手持ちレーザスキャナ及び端末装置の概要図であ
る。
【図2】水平走査線を発生するための本発明の第1の実
施例のレイアウトを示す図である。
【図3】図2と同じような図であるが、走査鏡が垂直走
査線を発生する方向に運動するように支持されている本
発明の実施例のレイアウトを示す図である。
【図4】本発明の走査モジュールの第1の好ましい実施
例の上面図である。
【図5】図4の走査モジュールの左側面図である。
【図6】図4の走査モジュールの右側面図である。
【図7】図4の走査モジュールの端面図である。
【図8】図7の鎖線円内の拡大断面図であって、フィル
タ及び光検出器の取付けの細部を示す図である。
【図9】図4乃至7に示す走査モジュールの鏡及び磁石
支持構造の拡大側面図である。
【図10】固定支持構造を省き、電磁石を断面で示して
ある本発明の別の実施例に使用される組立体の側面図で
ある。
【図11】図10に示す組立体を組込んだ走査鏡の上面
図である。
【図12】図11の走査鏡の側面図である。
【図13】本発明による二次元スキャナに使用する副組
立体を、固定支持構造を省いて示す上面図である。
【図14】図13の副組立体の側面図である。
【図15】レーザダイオード・集束モジュール及び図1
3及び14に示す副組立体を組込んだビーム走査モジュ
ールの概要図である。
【図16】本発明のビーム走査モジュールの1つを組込
んだ電子スタイラスの断面図である。
【図17】図16の電子スタイラス及びスキャナの上面
図を、電子スタイラスとディジタイザタブレットとの接
続と共に示す図である。
【図18】本発明の別の実施例に使用される回路基板
と、パターンの線がバーコードを横切って進行するよう
に2方向に高速走査を発生する走査エンジンとを示す上
面図である。
【図19】図18に示す回路基板及び走査エンジンの側
面図である。
【図20】図18及び19に示す走査エンジンにおいて
X方向の走査運動を発生させるために使用されるばねの
上面図である。
【図21】図20に示すばねの側面図である。
【図22】図20に示すばねの端面図である。
【図23】図18及び19に示す回路基板及び走査エン
ジンを組込んだ手持ちスキャナの上断面図である。
【図24】図23に示す手持ちスキャナの側断面図であ
る。
【符号の説明】
1 板ばね 2 ばね 5 鏡 7 ピン 9 板 10 バーコード読取り装置 11 回路基板 12 エンジン保持具 13 支持ブロック 15、21 鋲 17、334 ブラケット 18、26 延長部 19 鏡支持締め具 23 第1の永久磁石 25 第1の電磁石 27 第2の永久磁石 28 第2の電磁石 31 ばね2の第1の腕 32 ばね2の第1の半円形区分 33 ばね2の第2の半円形区分 34 ばね2の第2の腕 35 ばね2の開口 36 つかみ腕 39 光阻止板 40 CPU 46 光源 47 半透明鏡 48 キーボード 49 表示装置 51 発射光 52 反射光 53 ハンドル 54 引き金 55 ハウジング 56 窓 57 レンズ 58、158、358、758 検出器 59、159、359、759 鏡 60 走査電動機 61 基板 62 電池 70 バーコード記号(しるし) 100、200、300、700、800 支持構造 103、303 U字形部材 105、305 第1の腕 107、307 第2の腕 109、309、709 第1の(永久)磁石 111、311、711 直線区分 121、123、221、223、321、323、7
21、723 撓み可能なストリップ(平ばね) 125、129、225、325、329、729 締
め具 126、326、528 枠部材 127、131、226、227、327、331 板 133、333、733 第2の(電)磁石 135、235、335、463 ペデスタル 137、337 静止腕 156、356 光学フィルタ 229、312、369 ピン 313、461 開口 315 冠板 361 保持具 363 裏板 365 保持具361の延長部 367 溝 400 走査モジュール 410 金属ベース 412 ハウジング 416 第1の回路基板 417、757 ケーブル 418 第2の回路基板 419 応用特定集積回路 600 レーザダイオード・集束モジュール 611、615 保持部材 613 バイアスばね 617 開口 633 可視レーザダイオード(VLD) 635 レンズ 703 T字形部材 707 横腕要素 708 第2の端 712 ばねクリップ 726、727 横端 750 書込み装置 751 ペンハウジング 752 スタイラスエレクトロニクス 753 回路基板 754 スイッチ 756 透光窓 775 タブレット

Claims (53)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 異なる光反射率の部分を有する光学的に
    符号化されたしるしを読取るための独立光学走査モジュ
    ールであって、 金属ベースと、 金属ベースに固定的に取付けられ、光ビームを放出する
    放出器と、 光ビームを光学的に符号化されたしるしに向けて導く光
    学手段と、 金属ベースに取付けられ、光学手段を振動運動させるよ
    うに取付けている支持手段と、 上記しるしが現れている表面を横切って光ビームが走査
    するように支持手段上の光学手段に往復動運動を発生さ
    せる手段と、 上記表面から反射して戻された光を受信し、光学的に符
    号化されたしるしの異なる光反射率に対応する電気信号
    を発生する検出器手段と、 金属ベースの一端において金属ベースに直交して取付け
    られている第1の回路基板と、 第1の回路基板上に取付けられている第1の回路手段
    と、 第1の回路基板に直交し、且つ金属ベースに平行に取付
    けられている第2の回路基板と、 第2の回路基板上に取付けられている第2の回路手段
    と、 第1の回路基板と第2の回路基板とを相互に接続する柔
    軟な電気ケーブルとを具備し、第1及び第2の回路基板
    は共働して、放出器を駆動するための信号を発生し、往
    復動運動を発生する手段を駆動するための信号を発生
    し、そして検出器手段が発生した電気信号を処理するこ
    とを特徴とするモジュール。
  2. 【請求項2】 第1の回路手段は、放出器を駆動するた
    めの信号を発生する駆動回路を含む請求項1に記載のモ
    ジュール。
  3. 【請求項3】 第2の回路手段は、往復動運動を発生す
    る手段を駆動するための信号を発生し、且つ検出器手段
    が発生した電気信号を処理する応用特定集積回路を含む
    請求項1に記載のモジュール。
  4. 【請求項4】 放出器はレーザダイオードからなり、 金属ベースの一部は、走査モジュールの動作中にレーザ
    ダイオードが発生する熱を消散させるためのヒートシン
    クを形成している請求項1に記載のモジュール。
  5. 【請求項5】 往復動運動を発生する手段は第1及び第
    2の磁石からなり、一方の磁石は永久磁石であり、他方
    の磁石は交流駆動信号が印加される電磁石であり、 第1の磁石は光学手段に固定結合され、 第2の磁石は第1の磁石に極めて近接して第2の回路基
    板上に位置決めされ、交流駆動信号が印加されると永久
    磁石に作用する磁界を電磁石が発生して光学手段の往復
    動運動を発生させる請求項1に記載のモジュール。
  6. 【請求項6】 検出器手段は、第1の回路基板と第2の
    回路基板とに直交して支持されているフォトダイオード
    の線形アレイからなる請求項1に記載のモジュール。
  7. 【請求項7】 モジュールの全ての成分を収納するスキ
    ャナハウジングをも具備する請求項1に記載のモジュー
    ル。
  8. 【請求項8】 スキャナハウジングはペン形であり、1
    またはそれ以上の書込み装置をも収納している請求項7
    に記載のモジュール。
  9. 【請求項9】 1またはそれ以上の書込み装置は、ペン
    形ハウジングのチップがディジタイザタブレットの表面
    に接触すると位置データ入力を発生する電子スタイラス
    手段を含む請求項8に記載のモジュール。
  10. 【請求項10】 光学手段の往復動運動を発生する手段
    は、磁石と、この磁石に振動力を発生させる駆動手段と
    を含み、 上記支持手段は、部材と、撓み可能な平ばねと、平ばね
    支持手段とからなり、 上記部材は、光学手段を取付けている第1の端と、第1
    の端とは反対の側において磁石を取付けている第2の端
    とを有し、この部材と、光学手段と、磁石とは鏡と磁石
    との間のほぼ中間点を通る軸に対して磁石の重さが光学
    手段の重さを平衡するような寸法であり、 上記平ばねは、部材の一方の端に固定的に結合されてい
    る自由端を有し、部材の一方の端と軸との間の距離より
    は長いが、部材の両端間の距離よりは短く、軸を中心と
    して撓むようになっており、 上記平ばね支持手段は、金属ベースに取付けられ、撓み
    可能な平ばねの反対端を固定的に支持している請求項1
    に記載のモジュール。
  11. 【請求項11】 磁石は永久磁石であり、駆動手段は第
    2の回路基板に取付けられている電磁石である請求項1
    0に記載のモジュール。
  12. 【請求項12】 光学手段は鏡を含む請求項10に記載
    のモジュール。
  13. 【請求項13】 平ばねは1対の撓み可能なストリップ
    からなる請求項10に記載のモジュール。
  14. 【請求項14】 撓み可能なストリップは各々、マイラ
    またはカプトン(共に商品名)のような柔軟なプラスチ
    ック材料製のシートからなる請求項13に記載のモジュ
    ール。
  15. 【請求項15】 撓み可能な平ばねの反対端を固定的に
    支持する手段は、 金属ベースに取付けられ、金属ベースに平行に伸びてい
    る腕を有するペデスタルと、 ペデスタルの腕に取付けられている板とを含み、板とペ
    デスタルの腕との間に上記撓み可能な平ばねの反対端を
    締付けている請求項10に記載のモジュール。
  16. 【請求項16】 異なる光反射率の部分を有するしるし
    を読取るための光学走査装置であって、 静止支持具と、 光ビームを放出し、光ビームを光学的に符号化されたし
    るしに向けて光学的に導く放出・光学手段と、 放出・光学手段の成分を取付けて第1の方向に振動運動
    させる第1の往復動支持手段と、 静止支持具に取付けられ、第1の支持手段を第1の方向
    に実質的に直交する第2の方向に振動運動させる第2の
    往復動支持手段と、 第1の往復動支持手段上に取付けられた成分の第1の方
    向への第1の振動周波数における往復動運動と、第2の
    往復動支持手段上に一緒に取付けられた成分及び第1の
    往復動支持手段の第2の振動周波数における往復動運動
    とを同時に発生させ、第1の振動周波数を第2の振動周
    波数より僅かに高く、しかし第2の振動周波数の正確な
    倍数とはならないようにして、光学的に符号化されたし
    るしが現れている表面を横切って進行する光ビームがジ
    グザグ走査パターンを実現する駆動手段と、 表面から反射して戻された光を受信し、光学的に符号化
    されたしるしの異なる光反射率に対応する電気信号を発
    生する手段とを具備することを特徴とする光学走査装
    置。
  17. 【請求項17】 第1の振動周波数と第2の振動周波数
    との比が 1.5より大きく 2.0より小さい請求項16に記
    載の光学走査装置。
  18. 【請求項18】 第1の振動周波数と第2の振動周波数
    との比が約 1.75 :1である請求項17に記載の光学走
    査装置。
  19. 【請求項19】 第1の往復動支持手段が金属ばねを含
    み、金属ばねは、 一方の端が第2の往復動支持手段に固定的に取付けられ
    ている第1の腕と、 一方の端が第1の腕の第2の端に接続されている第1の
    半円形区分と、 一方の端が第1の半円形区分の第2の端に接続され、第
    1の半円形区分の曲率半径より実質的に大きい曲率半径
    を有し、成分の第1の方向における運動を第2の半円形
    区分の軸に接近した、または一致した軸を中心とするば
    ねの撓みによって発生するようにした第2の半円形区分
    と、 一方の端が第2の半円形区分の第2の端に接続され、第
    2の端に成分を固定的に取付けている第2の腕とを有す
    る請求項16に記載の光学走査装置。
  20. 【請求項20】 成分は鏡を含み、 駆動手段は鏡の非反射性後面に取付けられた永久磁石を
    含み、 ばねの第2の腕の第2の端は、永久磁石が伸びて圧入さ
    れる開口を有し、それによって永久磁石と鏡とをばねの
    第2の腕の第2の端に固定的に取付けるようにした請求
    項19に記載の光学走査装置。
  21. 【請求項21】 成分は細長い鏡を含み、 ばねの第2の腕の第2の端は細長い鏡の一方の端におい
    て、またはその付近において細長い鏡の一点を取付けて
    いる請求項19に記載の光学走査装置。
  22. 【請求項22】 第2の往復動支持手段は、 各々の一方の端が静止支持具に固定的に取付けられ、第
    2の端が板ばねの撓み中には自由に運動するようになっ
    ている1対の板ばねと、 1対の板ばねの第2の端間に接続され、金属ばねの第1
    の腕の一方の端を1対の板ばねの自由端に固定的に支持
    する手段とを含む請求項19に記載の光学走査装置。
  23. 【請求項23】 1対の板ばねは各々、金属ばねの材料
    と類似の撓み可能な金属材料からなる請求項22に記載
    の光学走査装置。
  24. 【請求項24】 金属ばね及び1対の板ばねは各々、ベ
    リリウム・銅合金からなる請求項23に記載の光学走査
    装置。
  25. 【請求項25】 駆動手段は、 第1の振動周波数における成分の第1の方向の往復動を
    発生させる第1の駆動手段と、 第1の駆動手段とは独立的に動作し、第2の振動周波数
    における成分の往復動運動を発生させる第2の駆動手段
    とを含む請求項16に記載の光学走査装置。
  26. 【請求項26】 (a)第1の駆動手段は第1及び第2
    の磁石を含み、それらの一方は永久磁石であり、他方は
    交流駆動信号が印加される電磁石であり、 第1の磁石は成分に固定的に結合され、 第2の磁石は静止支持具上に第1の磁石に極めて近接し
    て取付けられ、交流駆動信号が印加されると永久磁石に
    作用する磁界を発生して成分の第1の方向の往復動運動
    を発生させ、 (b)第2の駆動手段は第3及び第4の磁石を含み、そ
    れらの一方は第2の永久磁石であり、他方は第2の交流
    駆動信号が印加される第2の電磁石であり、 第3の磁石は第2の往復動支持手段に固定的に結合さ
    れ、 第4の磁石は静止支持具上に第3の磁石に極めて近接し
    た位置に取付けられ、第2の交流駆動信号が印加される
    と第2の電磁石は第2の永久磁石に作用する磁界を発生
    して成分の第2の方向の往復動運動を発生させる請求項
    25に記載の光学走査装置。
  27. 【請求項27】 第2の往復動支持手段はある軸を中心
    として撓む手段を含み、第1の磁石に作用する浮遊磁界
    が成分の第2の方向の運動を発生しないように第1の磁
    石がこの軸に近接して位置決めされている請求項26に
    記載の光学走査装置。
  28. 【請求項28】 第2の往復動支持手段は1対の板ばね
    を含み、各板ばねの一方の端は静止支持具に固定的に取
    付けられ、第2の端は板ばねの撓み中には自由に運動
    し、第1の往復動支持手段は1対の板ばねの第2の端間
    に接続されている請求項27に記載の光学走査装置。
  29. 【請求項29】 異なる光反射率の部分を有する光学的
    に符号化されたしるしを読取るための方法であって、 光ビームを生成する段階と、 しるしが現れている表面を横切って光ビームに第1の方
    向に第1の周波数で往復動運動を発生させる段階と、 光ビームの第1の方向への運動と、光ビームの表面を横
    切る第2の方向内の第2の振動周波数における往復動運
    動とを同時に発生させ、第1の方向と第2の方向とを実
    質的に直交させ、第1の周波数を第2の周波数より僅か
    に高く、しかし第2の周波数の正確な倍数とはならない
    ようにして、表面を横切って進行する光ビームにジグザ
    グ走査パターンを実現させる段階と、 表面から反射して戻された光を検出し、ジグザグ走査パ
    ターンが表面を進行するにつれて光学的に符号化された
    しるしの異なる光反射率に対応する電気信号を発生する
    段階と、 ジグザグ走査パターンの一部が、部分的に欠損したしる
    しの無欠陥部分を横切った時に光学的に符号化されたし
    るしの異なる光反射率によって表される情報を復号する
    段階と、 情報の復号に応答してビームの生成を終了させる段階と
    を具備することを特徴とする方法。
  30. 【請求項30】 第1の周波数と第2の周波数との比が
    1.5より大きく 2.0より小さい請求項29に記載の方
    法。
  31. 【請求項31】 第1の周波数と第2の周波数との比が
    約 1.75 :1である請求項30に記載の方法。
  32. 【請求項32】 しるしがバーコードである請求項29
    に記載の方法。
  33. 【請求項33】 一方の端のテーパー付きチップ、テー
    パー付きチップとは反対の端の太い区分、及び両方の端
    の間の細長いボディを有するペン形ハウジングと、 ペン形ハウジングの太い区分内に配置され、光ビームを
    放出してその光ビームをペン形ハウジングのボディの外
    面に沿って伸びる光路に沿って光学的に符号化されたし
    るしが現れているターゲット表面に向けて導く放出・光
    学手段と、 ペン形ハウジングのテーパー付きチップ内に取付けられ
    ている書込み装置と、 ペン形ハウジング内のテーパー付きチップに接して取付
    けられ、光学的に符号化されたしるしから反射した光を
    検知して光学的に符号化されたしるしの光反射率の変化
    を表す電気信号を発生する検出器と、 ペン形ハウジングのボディの側面のテーパー付きチップ
    に近い点に光路から外して取付けられ、光路を妨害する
    ことなく操作員の親指または人差指によって作動可能で
    あり、放出・光学手段を付勢して光学的に符号化された
    しるしの読取りを開始させる手動スイッチとを具備する
    ことを特徴とする装置。
  34. 【請求項34】 書込み装置は、ペン形ハウジングのチ
    ップをディジタイザタブレットの表面に接触させると、
    ディジタイザタブレットへ位置データ入力を供給する電
    子スタイラス手段を含む請求項33に記載の装置。
  35. 【請求項35】 放出・光学手段が、 光路に沿う光ビームを検出する光学成分と、 光学成分を取付けて振動運動させる支持手段と、 支持手段上の光学成分の往復動運動を発生させて光ビー
    ムにターゲット表面を横切って走査させる駆動手段とを
    含む請求項33に記載の装置。
  36. 【請求項36】 光学成分の往復動運動を発生させる手
    段は磁石と、この磁石に振動力を発生させる駆動手段と
    を含み、支持手段が、 光学成分を取付けている第1の端と、第1の端とは反対
    側において磁石を取付けている第2の端とを有し、鏡と
    磁石との間のほぼ中間点を通る軸に対して磁石の重さが
    光学手段の重さを平衡するような寸法の部材と、 部材の一方の端に固定的に結合されている自由端を有
    し、部材の一方の端と軸との間の距離よりは長いが、部
    材の両端間の距離よりは短く、軸を中心として撓むよう
    になっている撓み可能な平ばねとを含む請求項35に記
    載の装置。
  37. 【請求項37】 撓み可能な平ばねが1対の撓み可能な
    ストリップからなる請求項36に記載の装置。
  38. 【請求項38】 撓み可能なストリップは各々、マイラ
    またはカプトン(共に商品名)のような柔軟なプラスチ
    ック材料製のシートからなる請求項37に記載の装置。
  39. 【請求項39】 テーパー付きチップの一点において、
    またはその付近においてペン形ハウジングを通して開口
    内に取付けられている周囲光阻止光学フィルタをも具備
    し、このフィルタは光ビームの反射部分がペン形ハウジ
    ング内へ進入して検出器に衝突することを許容する請求
    項33に記載の装置。
  40. 【請求項40】 異なる光反射率の部分を有する光学的
    に符号化されたしるしを読取るための光学走査装置であ
    って、 光ビームを放出し、この光ビームを光学的に符号化され
    たしるしが現れているターゲット表面に向けて導く成分
    を含む放出手段と、 成分を取付けている第1の端と、第1の端とは反対側の
    第2の端とを有する部材と、 部材の第2の端に取付けられ、成分と磁石との間のほぼ
    中間点を通る軸に対して磁石の重さが光学手段の重さを
    平衡するような寸法にしてある磁石と、 軸に対して部材を回転振動させるように取付けている往
    復動支持手段と、 軸を中心として部材を振動させ、軸を中心とする弧上で
    成分を往復動させ、それによってターゲット表面を横切
    って光ビームを走査させるように磁石に振動力を発生さ
    せる駆動手段と、 ターゲット表面から反射して戻された光を受信し、光学
    的に符号化されたしるしの異なる光反射率に対応する電
    気信号を発生する手段とを具備することを特徴とする装
    置。
  41. 【請求項41】 往復動支持手段は、固定端と、部材の
    一方の端に固定的に結合されている可動端とを有し、部
    材の一方の端と軸との間の距離よりは長いが部材の第1
    の端と第2の端との間の距離よりは短い撓み可能な平ば
    ねを含む請求項40に記載の装置。
  42. 【請求項42】 平ばねが1対の撓み可能なストリップ
    からなる請求項41に記載の装置。
  43. 【請求項43】 撓み可能なストリップは各々、マイラ
    またはカプトン(共に商品名)のような柔軟なプラスチ
    ック材料製のシートからなる請求項42に記載の装置。
  44. 【請求項44】 部材はU字形であり、成分を取付けて
    いる第1の腕と、磁石を取付けている第2の腕と、第1
    の腕と第2の腕との間に伸び且つ両腕を接続している実
    質的に直線の区分とを有し、第1の腕と第2の腕とが実
    質的に平行であり、 撓み可能な平ばねは、撓み可能な平ばねがその休止状態
    にある場合には部材の実質的に直線の区分と実質的に平
    行な方向に伸びている請求項41に記載の装置。
  45. 【請求項45】 部材は直線であって磁石と成分との間
    を直接伸びており、 撓み可能な平ばねは、撓み可能な平ばねがその休止状態
    にある場合には直線部材と実質的に平行な方向に伸びて
    いる請求項41に記載の装置。
  46. 【請求項46】 駆動手段は、成分と直線部材の第2の
    端に取付けられている磁石との中間の位置にあって部材
    を中心とする同心状の、しかし部材からは離間している
    静止した第2の磁石を含み、 磁石の一方は永久磁石であり、 磁石の一方は交流駆動信号が印加される電磁石であり、
    永久磁石に作用する磁界を発生して部材に往復動運動を
    発生させる請求項45に記載の装置。
  47. 【請求項47】 駆動手段は、固定位置に取付けられ且
    つ部材の第2の端に取付けられている磁石に近接する静
    止した磁石を含み、 磁石の一方は永久磁石であり、 磁石の一方は交流駆動信号が印加される電磁石であり、
    永久磁石に作用する磁界を発生して部材に往復動運動を
    発生させる請求項41に記載の装置。
  48. 【請求項48】 軸を中心とする部材の回転振動が成分
    に第1の方向の往復動運動を発生させ、 上記装置が、しるしが現れている表面を横切る双方向走
    査パターンを光ビームに実現させるために、第1の方向
    と実質的に直交する第2の方向に成分を往復動運動させ
    るように部材を可動取付けする第2の往復動支持手段を
    も具備する請求項41に記載の装置。
  49. 【請求項49】 駆動手段は、部材を第1の方向に第1
    の周波数で往復動させ、同時に成分を第2の方向に第1
    の周波数とは異なる第2の周波数で往復動させるように
    磁石に振動力を発生させる請求項48に記載の装置。
  50. 【請求項50】 駆動手段は、固定位置に取付けられ且
    つ部材の第2の端に取付けられている磁石に近接する静
    止した磁石を含み、 磁石の一方は永久磁石であり、 磁石の一方は交流駆動信号が印加される電磁石であり、
    永久磁石に作用する磁界を発生して部材に往復動運動を
    発生させ往復動支持手段は高い周波数範囲で振動するよ
    うに構成され、第2の往復動支持手段は低い周波数範囲
    で振動するように構成され、 電磁石に印加される駆動信号は、高い周波数範囲内の周
    波数を有する第1の信号成分と、低い周波数範囲内の周
    波数を有する第2の信号成分との重畳からなる請求項4
    9に記載の装置。
  51. 【請求項51】 軸を中心として回転振動するように部
    材を取付ける往復動支持手段は、第1の端と、部材の一
    方の端に固定的に結合されている可動端とを有する第1
    の撓み可能な平ばねを含み、この平ばねは部材の一方の
    端と軸との間の距離よりは長いが、部材の第1の端と第
    2の端との間の距離よりは短く、 第2の往復動支持手段は、固定端と、第1の撓み可能な
    平ばねの第1の端に固定的に結合されている可動端とを
    有する第2の撓み可能な平ばねを含む請求項48に記載
    の装置。
  52. 【請求項52】 各撓み可能な平ばねは、1対の撓み可
    能なストリップからなる請求項51に記載の装置。
  53. 【請求項53】 撓み可能なストリップは各々、マイラ
    またはカプトン(共に商品名)のような柔軟なプラスチ
    ック材料製のシートからなる請求項52に記載の装置。
JP5241693A 1992-09-29 1993-09-28 交換可能なx−y走査要素を有する細い走査モジュール Pending JPH06236450A (ja)

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