JPH0738208B2 - 可動レーザー素子、光学素子及びセンサー素子を有するミラー無しスキャナー - Google Patents
可動レーザー素子、光学素子及びセンサー素子を有するミラー無しスキャナーInfo
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- JPH0738208B2 JPH0738208B2 JP1111938A JP11193889A JPH0738208B2 JP H0738208 B2 JPH0738208 B2 JP H0738208B2 JP 1111938 A JP1111938 A JP 1111938A JP 11193889 A JP11193889 A JP 11193889A JP H0738208 B2 JPH0738208 B2 JP H0738208B2
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、バーコード記号等の、異なる光反射率を読む
レーザースキャナーシステムに関し、特に、ミラー以外
のシステム構成要素を使って目的の記号を掃引又は走査
するいわゆるミラー無しスキャナーに関する。
レーザースキャナーシステムに関し、特に、ミラー以外
のシステム構成要素を使って目的の記号を掃引又は走査
するいわゆるミラー無しスキャナーに関する。
（従来技術とその問題点） 米国特許第4,251,798号、第4,360,798号、第4,369,361
号、第4,387,297号、第4,593,186号、第4,496,831号、
第4,409,470号、第4,460,120号、第4,607,156号、及び
第4,673,803号、並びに米国特許出願第831,415号、第88
3,923号、第706,502号、第7,775号、第944,848号、第11
3,898号、第138,563号、第148,438号、第148,669号、第
148,555号及び第147,708号（該特許及び特許出願は全て
本発明の譲受人が所有しており、これに言及することに
より、これを本書の一部とする）に代表されるレーザー
スキャナーシステム及び素子は、一般に、手持ち式又は
不動のスキャナーから成る作動距離又は読取り距離を置
いて、特に万国製品コード（UPC）のバーコード記号等
の、異なる光反射率の部分を持った指標を読む様に設計
されている。
号、第4,387,297号、第4,593,186号、第4,496,831号、
第4,409,470号、第4,460,120号、第4,607,156号、及び
第4,673,803号、並びに米国特許出願第831,415号、第88
3,923号、第706,502号、第7,775号、第944,848号、第11
3,898号、第138,563号、第148,438号、第148,669号、第
148,555号及び第147,708号（該特許及び特許出願は全て
本発明の譲受人が所有しており、これに言及することに
より、これを本書の一部とする）に代表されるレーザー
スキャナーシステム及び素子は、一般に、手持ち式又は
不動のスキャナーから成る作動距離又は読取り距離を置
いて、特に万国製品コード（UPC）のバーコード記号等
の、異なる光反射率の部分を持った指標を読む様に設計
されている。
一般に、レーザー等の光源は、光ビームを発生させ、こ
のビームは、作動距離に或る大きさのビームスポットを
形成する様に変調されて、光学素子により光経路に沿っ
て作動距離付近にあるバーコード記号に向けられて該記
号から反射される。該記号を横断して僅かに該記号を越
えて広がる視界を持った光検出器が、該記号から反射さ
れた強度の変化する光を検出して、その検出した光を表
わす電気信号を発生させる。その電気信号は該記号を表
現するデータに複号される。走査素子が該光経路内に置
かれる。該走査素子は、該記号に沿って該ビームスポッ
トを掃引して該記号を横断させる様にして走査線をたど
るか、又は該光検出器の視界を走査するか、又はその両
方を行なう。
のビームは、作動距離に或る大きさのビームスポットを
形成する様に変調されて、光学素子により光経路に沿っ
て作動距離付近にあるバーコード記号に向けられて該記
号から反射される。該記号を横断して僅かに該記号を越
えて広がる視界を持った光検出器が、該記号から反射さ
れた強度の変化する光を検出して、その検出した光を表
わす電気信号を発生させる。その電気信号は該記号を表
現するデータに複号される。走査素子が該光経路内に置
かれる。該走査素子は、該記号に沿って該ビームスポッ
トを掃引して該記号を横断させる様にして走査線をたど
るか、又は該光検出器の視界を走査するか、又はその両
方を行なう。
いずれにしても、該スキャナーは普通は運動ミラーを包
含している。例えば、米国特許第4,251,798号は、各面
に平らなミラーを有する回転多角形を開示しており、各
ミラーは該記号を横断して走査線をたどる。米国特許第
4,387,297号及び第4,409,470号は共に平らなミラーを使
用し、該ミラーは、該ミラーが取り付けられている駆動
シャフトの周囲を一周回方向及び反対周回方向に交互に
繰り返し駆動される。米国特許出願第706,502号はほぼ
凹面形のミラー部分と、ほぼ平面形のミラー部分とから
成る複数ミラー構造を開示しており、該複数ミラー構造
は、該複数ミラー構造が取り付けられている駆動シャフ
トの周囲を一周回方向及び反対周回方向に交互に繰り返
し駆動される。
含している。例えば、米国特許第4,251,798号は、各面
に平らなミラーを有する回転多角形を開示しており、各
ミラーは該記号を横断して走査線をたどる。米国特許第
4,387,297号及び第4,409,470号は共に平らなミラーを使
用し、該ミラーは、該ミラーが取り付けられている駆動
シャフトの周囲を一周回方向及び反対周回方向に交互に
繰り返し駆動される。米国特許出願第706,502号はほぼ
凹面形のミラー部分と、ほぼ平面形のミラー部分とから
成る複数ミラー構造を開示しており、該複数ミラー構造
は、該複数ミラー構造が取り付けられている駆動シャフ
トの周囲を一周回方向及び反対周回方向に交互に繰り返
し駆動される。
ミラーの形状や向きに拘らず、レーザー走査システムに
使用された既知の走査素子は、ミラーを動かして前述の
掃引動作及び走査動作を行なわせた。他のレーザー走査
システム素子を動かすことは実際的で無いと考えられ
た。従って、ガスレーザー管は、大きくて且つ収容する
ために大きな空間を必要とするので、特に手持ち式のコ
ンパクトなシステムにガスレーザー管を用いることは想
像も出来ないことであった。光学レンズを動かすこと
も、レーザー走査システムにおいては光学的アライメン
トが決定的に重要であるので、望ましくないと考えられ
た。従って、掃引／走査機能を果たすために選ばれたの
は代表的にはミラーであった。しかし、或るレーザー走
査の用途ではミラーの運動が全て望ましくないことが分
かった。
使用された既知の走査素子は、ミラーを動かして前述の
掃引動作及び走査動作を行なわせた。他のレーザー走査
システム素子を動かすことは実際的で無いと考えられ
た。従って、ガスレーザー管は、大きくて且つ収容する
ために大きな空間を必要とするので、特に手持ち式のコ
ンパクトなシステムにガスレーザー管を用いることは想
像も出来ないことであった。光学レンズを動かすこと
も、レーザー走査システムにおいては光学的アライメン
トが決定的に重要であるので、望ましくないと考えられ
た。従って、掃引／走査機能を果たすために選ばれたの
は代表的にはミラーであった。しかし、或るレーザー走
査の用途ではミラーの運動が全て望ましくないことが分
かった。
米国特許第4,578,571号に代表される種類の非レーザー
走査システムにおいては、レーザーでない発光ダイオー
ドと、光学組立体と、光検出器と、電子前置増幅器／フ
ィルター回路とが全て共通の支持体に固定され、この支
持体は、前記の全ての素子を、走査されるべきバーコー
ド記号上で前後に往復運動させる様に駆動される片持ち
バリ付きバイモルフに結合されている。同じ物に取り付
けられている非レーザーシステム素子が全体として大き
な体積及び大きな重さを持っているので、これを駆動す
るために大きな動力を費やさなければならない。これ
は、電力消費を最小限度に維持しなければならない例え
ば電池を電源とする操作の場合には全く実用的でない。
また、電力を温存するために、ミラー無しシステムの一
個以上の素子だけを他の素子に対して運動させること
も、上記の光学的アライメントの問題があるので、従来
は望ましいとは考えられていなかった。
走査システムにおいては、レーザーでない発光ダイオー
ドと、光学組立体と、光検出器と、電子前置増幅器／フ
ィルター回路とが全て共通の支持体に固定され、この支
持体は、前記の全ての素子を、走査されるべきバーコー
ド記号上で前後に往復運動させる様に駆動される片持ち
バリ付きバイモルフに結合されている。同じ物に取り付
けられている非レーザーシステム素子が全体として大き
な体積及び大きな重さを持っているので、これを駆動す
るために大きな動力を費やさなければならない。これ
は、電力消費を最小限度に維持しなければならない例え
ば電池を電源とする操作の場合には全く実用的でない。
また、電力を温存するために、ミラー無しシステムの一
個以上の素子だけを他の素子に対して運動させること
も、上記の光学的アライメントの問題があるので、従来
は望ましいとは考えられていなかった。
（発明の概要） 本発明の一つの特徴は、簡単に言えば、例えば、交互に
位置するバー及びスペースを有するバーコード等の、光
反射率の異なる部分を有する指標を読む光走査システム
のミラー無しスキャナー装置にある。該システムは、例
えばレーザー光ビームを発するレーザー等の光源素子
と：該レーザービームを光学的に変調して、これを光経
路に沿って、該システムの外の基準面の付近にある記号
に向ける、例えば焦点合わせレンズ及び絞り等の光学素
子と：視界を有すると共に、該記号から反射された、戻
り経路に沿う可変強度光の少なくとも一部を検出して、
その検出した光の強度を示す電気信号を発生させる、例
えば光ダイオード等の光検出素子とを包含する形式のも
のである。この電気信号は、処理されて、該信号を表わ
すデータに変換される。
位置するバー及びスペースを有するバーコード等の、光
反射率の異なる部分を有する指標を読む光走査システム
のミラー無しスキャナー装置にある。該システムは、例
えばレーザー光ビームを発するレーザー等の光源素子
と：該レーザービームを光学的に変調して、これを光経
路に沿って、該システムの外の基準面の付近にある記号
に向ける、例えば焦点合わせレンズ及び絞り等の光学素
子と：視界を有すると共に、該記号から反射された、戻
り経路に沿う可変強度光の少なくとも一部を検出して、
その検出した光の強度を示す電気信号を発生させる、例
えば光ダイオード等の光検出素子とを包含する形式のも
のである。この電気信号は、処理されて、該信号を表わ
すデータに変換される。
本発明のミラー無しスキャナー装置は、該素子のうちの
少なくとも一つを、該素子のうちの少なくとも一つの他
方に対して繰り返し往復運動し得る様に搭載する手段
と、該搭載手段と前記の少なくとも一つの素子とを繰り
返し往復運動させて、前記光ビーム及び前記視界のうち
の少なくとも一方を走査させる駆動手段とを含む。前記
素子のうちの一つ又は二つだけが前記の他の素子に対し
て往復運動させ得る様にすると有益である。また、該素
子の全てを一緒に往復運動させることも出来、その場合
には、該光経路及び戻り経路が、少なくとも、前記の全
ての素子が収められているハウジングの中では同一直線
上にあると有益である。
少なくとも一つを、該素子のうちの少なくとも一つの他
方に対して繰り返し往復運動し得る様に搭載する手段
と、該搭載手段と前記の少なくとも一つの素子とを繰り
返し往復運動させて、前記光ビーム及び前記視界のうち
の少なくとも一方を走査させる駆動手段とを含む。前記
素子のうちの一つ又は二つだけが前記の他の素子に対し
て往復運動させ得る様にすると有益である。また、該素
子の全てを一緒に往復運動させることも出来、その場合
には、該光経路及び戻り経路が、少なくとも、前記の全
ての素子が収められているハウジングの中では同一直線
上にあると有益である。
好ましくは、該駆動手段は、細長いシャフトを有するモ
ーターを包含し、該シャフトを、該シャフトの伸長方向
に伸びる軸の周囲に、一周回方向及び反対周回方向に、
360°より小さい弧長、例えば中心位置の各側に10°、
に互って往復回転させる。前記の少なくとも一つの素子
は、該シャフトに搭載されて、これと一緒に回転運動す
る。
ーターを包含し、該シャフトを、該シャフトの伸長方向
に伸びる軸の周囲に、一周回方向及び反対周回方向に、
360°より小さい弧長、例えば中心位置の各側に10°、
に互って往復回転させる。前記の少なくとも一つの素子
は、該シャフトに搭載されて、これと一緒に回転運動す
る。
該シャフト上に搭載される素子は、例えば半導体レーザ
ーダイオード等のレーザー、焦点合わせレンズ、絞り、
該焦点合わせレンズ及び絞りの組み合わせ、又は該ダイ
オード、レンズ及び絞りの全てである。また、該フォト
ダイオードを該シャフトに搭載して、これと共に回転運
動させることも出来る。該ダイオードは例えば12ボルト
直流電源等の電源を必要とし、また、該フォトダイオー
ドが発生させる電気信号を信号処理回路に運ばなければ
ならないので、コイル型張力電気ワイヤを該レーザーダ
イオード及びフォトダイオードに接続するのが有益であ
る。
ーダイオード等のレーザー、焦点合わせレンズ、絞り、
該焦点合わせレンズ及び絞りの組み合わせ、又は該ダイ
オード、レンズ及び絞りの全てである。また、該フォト
ダイオードを該シャフトに搭載して、これと共に回転運
動させることも出来る。該ダイオードは例えば12ボルト
直流電源等の電源を必要とし、また、該フォトダイオー
ドが発生させる電気信号を信号処理回路に運ばなければ
ならないので、コイル型張力電気ワイヤを該レーザーダ
イオード及びフォトダイオードに接続するのが有益であ
る。
前記素子を軸の周囲に回転させる代わりに、該駆動手段
は、光軸（該光経路がこの光軸の中心位置に沿って延在
する）に垂直な平面無いで前記素子の一つ以上を往復運
動させることも出来る。この様な平面運動は、例えば電
磁駆動装置、機械式駆動装置、圧電駆動装置、及びバイ
メタル加熱駆動装置などの、色々な種類の駆動装置で実
現させることが出来る。
は、光軸（該光経路がこの光軸の中心位置に沿って延在
する）に垂直な平面無いで前記素子の一つ以上を往復運
動させることも出来る。この様な平面運動は、例えば電
磁駆動装置、機械式駆動装置、圧電駆動装置、及びバイ
メタル加熱駆動装置などの、色々な種類の駆動装置で実
現させることが出来る。
本発明のミラー無しスキャナー装置は、読むべき記号上
に単一の走査線を発生させることも出来、また、他のス
キャナー素子と共に使用して記号上に複数の線の走査パ
ターンを発生させることも出来るものである。
に単一の走査線を発生させることも出来、また、他のス
キャナー素子と共に使用して記号上に複数の線の走査パ
ターンを発生させることも出来るものである。
また、該ミラー無しスキャナー装置は、非常に小型で計
量であり、モジュラー方式で色々な形式のシステムに取
り付けることが出来る。例えば、該装置は、例えば筒と
ハンドルとを有する銃型ヘッド、又は箱型ヘッド、又は
筒型ヘッド等の任意の便利な形を有する手持ち式ハウジ
ングに取り付けることが出来、上向き走査、下向き走査
又は横向き走査の機能を有する作業端末装置などの卓上
型ハウジングに搭載することが出来、又は、例えば生産
ラインや金銭登録機に搭載された不動のシステム設備に
搭載することが出来るものである。該装置は、小型で軽
量であるので、色々な用途に応用することが出来るもの
である。一つ以上の素子を往復運動させるのに要する電
力は僅かである。有益なことに、該装置を据え付けたシ
ステムから該装置を取り外すのは簡単である。置き換え
を必要とする装置は、容易に他のものと交換することが
出来る。
量であり、モジュラー方式で色々な形式のシステムに取
り付けることが出来る。例えば、該装置は、例えば筒と
ハンドルとを有する銃型ヘッド、又は箱型ヘッド、又は
筒型ヘッド等の任意の便利な形を有する手持ち式ハウジ
ングに取り付けることが出来、上向き走査、下向き走査
又は横向き走査の機能を有する作業端末装置などの卓上
型ハウジングに搭載することが出来、又は、例えば生産
ラインや金銭登録機に搭載された不動のシステム設備に
搭載することが出来るものである。該装置は、小型で軽
量であるので、色々な用途に応用することが出来るもの
である。一つ以上の素子を往復運動させるのに要する電
力は僅かである。有益なことに、該装置を据え付けたシ
ステムから該装置を取り外すのは簡単である。置き換え
を必要とする装置は、容易に他のものと交換することが
出来る。
（実施例） 添付図面を参照する。第1A図及び第1B図の参照数字10
は、上記の特許文献及び特許出願書類（その全ての内容
を、これに言及することで本書の一部とする）に記載さ
れている形式の記号、特にUPCバーコード記号、を読む
スキャナーシステム装置を指す。本明細書で使われる
時、「記号」という用語は、交互に位置するバー及びス
ペースから成る記号パターンのみではなくて他のパター
ン及び文字、数字、要するに光反射率の異なる部分を有
するあらゆる指標を指し得る広い概念を意味するものと
解釈されるべきである。
は、上記の特許文献及び特許出願書類（その全ての内容
を、これに言及することで本書の一部とする）に記載さ
れている形式の記号、特にUPCバーコード記号、を読む
スキャナーシステム装置を指す。本明細書で使われる
時、「記号」という用語は、交互に位置するバー及びス
ペースから成る記号パターンのみではなくて他のパター
ン及び文字、数字、要するに光反射率の異なる部分を有
するあらゆる指標を指し得る広い概念を意味するものと
解釈されるべきである。
装置10は手持ち式のハウジング12を備えており、該ハウ
ジングは、該ハウジングの内部を上半分16と下半分18と
に分けるベース14を持っている。米国特許第4,496,831
号に記載されているものと類似した軽量、高速、小型の
走査モーター20がベース14に搭載されている。モーター
20は出力シャフト22を有し、該シャフトは、該シャフト
の伸長方向に伸びる軸の周囲に両周回方向に、その各方
向に360°より小さい弧長に互って交互に繰り返し駆動
される。モーター20の構造、機能、及び作用は米国特許
第4,496,831号に詳細に開示されているので、簡潔を期
して、ここに繰り返すことはしない。
ジングは、該ハウジングの内部を上半分16と下半分18と
に分けるベース14を持っている。米国特許第4,496,831
号に記載されているものと類似した軽量、高速、小型の
走査モーター20がベース14に搭載されている。モーター
20は出力シャフト22を有し、該シャフトは、該シャフト
の伸長方向に伸びる軸の周囲に両周回方向に、その各方
向に360°より小さい弧長に互って交互に繰り返し駆動
される。モーター20の構造、機能、及び作用は米国特許
第4,496,831号に詳細に開示されているので、簡潔を期
して、ここに繰り返すことはしない。
本発明のモーター20と米国特許第4,496,831号のモータ
ーとの一つの相違点は、出力シャフト22に搭載されてい
る上部構造にある。前記特許が教示する平らなミラーの
代わりに、本発明は、第1A図において、ほぼＵ字型の支
持体26をシャフト22の端部に搭載し、レーザー／光学副
組立体28を該支持体26上に搭載することを提案する。副
組立体28及び支持体26はシャフト22と共に振動、回転す
る。
ーとの一つの相違点は、出力シャフト22に搭載されてい
る上部構造にある。前記特許が教示する平らなミラーの
代わりに、本発明は、第1A図において、ほぼＵ字型の支
持体26をシャフト22の端部に搭載し、レーザー／光学副
組立体28を該支持体26上に搭載することを提案する。副
組立体28及び支持体26はシャフト22と共に振動、回転す
る。
副組立体28は、細長い中空管30と、管30の一軸方向端部
領域に固定されたレーザーダイオード32と、該管30の反
対側の軸方向端部領域に取り付けられたレンズ筒34と、
該筒内に取り付けられた焦点合わせレンズ36と（第３図
参照）を包含している。焦点合わせレンズ36としては、
平凸レンズが好ましいが、球面レンズ、凸レンズ、或は
シリンドリカルレンズでもよい。筒34は、絞り38が形成
されている端壁を有し、絞り38は、該端壁を貫通する開
口部である。筒34は管30内で該管に沿って縦方向に入れ
子式に伸縮運動する様に装置されている。レンズ36は該
筒の端壁に隣接して位置し、該筒と共に運動する様に装
置されている。ダイオードに対する該筒及びレンズの位
置が組立の場所で代表的には接着又は締着により固定さ
れるので、該レンズと該絞りとの間の距離と、該レン
ズ、該絞り及び該ダイオードの間の距離とが知られてい
る。コイルばね37（第３図参照）が該筒及び管の中に配
置され、これらに沿って延在しており、一方のコイル端
部は該ダイオードに当接し、他方のコイル端部は該レン
ズの平らな側に当接している。該ばねは絞りを有する端
壁にレンズを押し付けて、該レンズを絞りに対して固定
する。
領域に固定されたレーザーダイオード32と、該管30の反
対側の軸方向端部領域に取り付けられたレンズ筒34と、
該筒内に取り付けられた焦点合わせレンズ36と（第３図
参照）を包含している。焦点合わせレンズ36としては、
平凸レンズが好ましいが、球面レンズ、凸レンズ、或は
シリンドリカルレンズでもよい。筒34は、絞り38が形成
されている端壁を有し、絞り38は、該端壁を貫通する開
口部である。筒34は管30内で該管に沿って縦方向に入れ
子式に伸縮運動する様に装置されている。レンズ36は該
筒の端壁に隣接して位置し、該筒と共に運動する様に装
置されている。ダイオードに対する該筒及びレンズの位
置が組立の場所で代表的には接着又は締着により固定さ
れるので、該レンズと該絞りとの間の距離と、該レン
ズ、該絞り及び該ダイオードの間の距離とが知られてい
る。コイルばね37（第３図参照）が該筒及び管の中に配
置され、これらに沿って延在しており、一方のコイル端
部は該ダイオードに当接し、他方のコイル端部は該レン
ズの平らな側に当接している。該ばねは絞りを有する端
壁にレンズを押し付けて、該レンズを絞りに対して固定
する。
副組立体28自体は、本発明の一部を構成するものではな
く、実際、米国特許第706,502号に記載され特許請求さ
れているものであり、該副組立体の構造、機能及び作用
に関してこれを参照することが出来る。この発明に関し
ては、該副組立体28が不可視領域又は可視領域の光レー
ザービームを伝播、発生させる固体レーザーダイオード
32と、ハウジング12に対して或る範囲の作動距離内の或
る腰寸法のビーム断面又はビームスポットを有する様に
該レーザービームを収束する焦点合わせレンズ及び絞り
の組み合わせとを包含していることを理解するだけで充
分である。集束されたビームは、絞り38を通過し、且
つ、射出光経路に沿って作動距離の範囲内のハウジング
の外に位置する基準面の付近のハウジング上の走査窓40
を通過する。
く、実際、米国特許第706,502号に記載され特許請求さ
れているものであり、該副組立体の構造、機能及び作用
に関してこれを参照することが出来る。この発明に関し
ては、該副組立体28が不可視領域又は可視領域の光レー
ザービームを伝播、発生させる固体レーザーダイオード
32と、ハウジング12に対して或る範囲の作動距離内の或
る腰寸法のビーム断面又はビームスポットを有する様に
該レーザービームを収束する焦点合わせレンズ及び絞り
の組み合わせとを包含していることを理解するだけで充
分である。集束されたビームは、絞り38を通過し、且
つ、射出光経路に沿って作動距離の範囲内のハウジング
の外に位置する基準面の付近のハウジング上の走査窓40
を通過する。
シャフト22が繰り返し往復運動する時、支持体26及び副
組立体28もこの振動に参加し、これによりビームスポッ
トは、曲率中心をダイオード上に有する弧を成して基準
面上の記号を横断して掃引され、その上の湾曲した走査
線をたどる。従って、ビームスポットを掃引して記号を
横断させるのにミラーを使っておらず、その代わりに、
他の素子を運動させており、第1A図の実施例では、該他
の素子は、基準面に平行な軸の周囲に一体構造として回
転するレーザーダイオード32と他の光学素子とから成
る。
組立体28もこの振動に参加し、これによりビームスポッ
トは、曲率中心をダイオード上に有する弧を成して基準
面上の記号を横断して掃引され、その上の湾曲した走査
線をたどる。従って、ビームスポットを掃引して記号を
横断させるのにミラーを使っておらず、その代わりに、
他の素子を運動させており、第1A図の実施例では、該他
の素子は、基準面に平行な軸の周囲に一体構造として回
転するレーザーダイオード32と他の光学素子とから成
る。
該記号から反射された光の一部はハウジングの第２の窓
42を通って戻り経路に沿って矢Ｂの方向に光検出器44へ
進み、該検出器は視界内の反射されて戻ってくるレーザ
ー光の一部の可変強度を検出し、その検出した可変光強
度を示す電気アナログ信号を発生させる。第1A図実施例
では、光検出器44は印刷回路基板46上に固定されてい
る。基板46の両側の印刷回路基板48、50は、該アナログ
電気信号をディジタル信号に変換し、該ディジタル信号
を処理して、読取った記号を表わすデータにする信号処
理回路52とマイクロプロセッサ制御回路53とを含んでい
る。上記の特許文献及び特許出願書類には、該信号処理
回路及びマイクロプロセッサ制御回路の詳細な説明が含
まれている。
42を通って戻り経路に沿って矢Ｂの方向に光検出器44へ
進み、該検出器は視界内の反射されて戻ってくるレーザ
ー光の一部の可変強度を検出し、その検出した可変光強
度を示す電気アナログ信号を発生させる。第1A図実施例
では、光検出器44は印刷回路基板46上に固定されてい
る。基板46の両側の印刷回路基板48、50は、該アナログ
電気信号をディジタル信号に変換し、該ディジタル信号
を処理して、読取った記号を表わすデータにする信号処
理回路52とマイクロプロセッサ制御回路53とを含んでい
る。上記の特許文献及び特許出願書類には、該信号処理
回路及びマイクロプロセッサ制御回路の詳細な説明が含
まれている。
二部分・複数ワイヤ・プラグ差し込み式ケーブルコネク
タ54の一つの部分は、該信号処理及びマイクロプロセッ
サ制御回路に電的に接続され、他の部分は、表示装置55
及びキーボード56に接続された可撓性の複数ワイヤケー
ブル54′に電気的に接続されている。再充電可能な電池
群58は、該レーザーダイオード及びハウジング内の電気
回路に給電する。不動の光検出器に対してレーザーダイ
オード及び光学素子のみを動かすことにより、該電池群
からの電力を保存することが出来る。
タ54の一つの部分は、該信号処理及びマイクロプロセッ
サ制御回路に電的に接続され、他の部分は、表示装置55
及びキーボード56に接続された可撓性の複数ワイヤケー
ブル54′に電気的に接続されている。再充電可能な電池
群58は、該レーザーダイオード及びハウジング内の電気
回路に給電する。不動の光検出器に対してレーザーダイ
オード及び光学素子のみを動かすことにより、該電池群
からの電力を保存することが出来る。
読取りを開始させる手段は、ハウジング12に搭載された
トリガー60を包含している。トリガーの一部分はハウジ
ングの外側に伸び出しており、ハウジング12を手に持っ
ているユーザーはトリガーを取り扱うことが出来る。ト
リガーはトリガースイッチ62を通して接続されて、レー
ザーダイオード32、モーター20、光検出器44、信号処理
回路52及び制御回路53を作動させて記号読取り動作を開
始させる。一つの記号を読取るためにトリガーを一回作
動させる。該制御回路は、該記号が首尾よく解読された
と判定すると、記号読取りを終了させ、先に作動させら
れていたハウジング内の素子の作動を停止させ、該シス
テムを次の記号まで待期状態にする。
トリガー60を包含している。トリガーの一部分はハウジ
ングの外側に伸び出しており、ハウジング12を手に持っ
ているユーザーはトリガーを取り扱うことが出来る。ト
リガーはトリガースイッチ62を通して接続されて、レー
ザーダイオード32、モーター20、光検出器44、信号処理
回路52及び制御回路53を作動させて記号読取り動作を開
始させる。一つの記号を読取るためにトリガーを一回作
動させる。該制御回路は、該記号が首尾よく解読された
と判定すると、記号読取りを終了させ、先に作動させら
れていたハウジング内の素子の作動を停止させ、該シス
テムを次の記号まで待期状態にする。
第２図は、第1A図、第1B図のハウジング12の上半分16へ
の取り付けに先立ってモジューラーユニットとして組み
立てられた色々な電機機械、光学素子を示す。印刷回路
基板46、48、50及びベース14上の電気回路は、図を簡明
にするために、第２図から省略されている。
の取り付けに先立ってモジューラーユニットとして組み
立てられた色々な電機機械、光学素子を示す。印刷回路
基板46、48、50及びベース14上の電気回路は、図を簡明
にするために、第２図から省略されている。
第３図を参照する。第1A図のものと同じ部分は同じ参照
数字で示されている。振動モーター20は、この場合に
も、出力シャフト22を有し、これにほぼＵ字型の支持体
26が搭載されている。レーザー／光学副組立体28が該支
持体の一方の脚64に搭載されている。光検出器44が該支
持体の他方の脚66に搭載されている。コイル引っ張りワ
イヤ群68、70はダイオード32及び光検出器44を印刷回路
基板48上の図示されていない電気回路に接続する。コイ
ル型ワイヤが図示されているが、例えばフラットケーブ
ル等の他の型の電気コネクタを使用することも出来る。
集光レンズ72が一歩凹の脚64に搭載され、副組立体28を
同軸に取り囲んでいる。レンズ72、副組立体28及び光検
出器44は全ての共通の視線又は光軸74を有し、該光経路
及び戻り経路はこの軸と同軸であり、レンズ72、副組立
体28及び光検出器44はシャフト22の伸長方向の周囲に両
方向に交互に（第４図の双頭矢印76参照）一体（ユニッ
ト）として振動する。
数字で示されている。振動モーター20は、この場合に
も、出力シャフト22を有し、これにほぼＵ字型の支持体
26が搭載されている。レーザー／光学副組立体28が該支
持体の一方の脚64に搭載されている。光検出器44が該支
持体の他方の脚66に搭載されている。コイル引っ張りワ
イヤ群68、70はダイオード32及び光検出器44を印刷回路
基板48上の図示されていない電気回路に接続する。コイ
ル型ワイヤが図示されているが、例えばフラットケーブ
ル等の他の型の電気コネクタを使用することも出来る。
集光レンズ72が一歩凹の脚64に搭載され、副組立体28を
同軸に取り囲んでいる。レンズ72、副組立体28及び光検
出器44は全ての共通の視線又は光軸74を有し、該光経路
及び戻り経路はこの軸と同軸であり、レンズ72、副組立
体28及び光検出器44はシャフト22の伸長方向の周囲に両
方向に交互に（第４図の双頭矢印76参照）一体（ユニッ
ト）として振動する。
第３図実施例の作用が第４図に略図示されている。入射
レーザービームが副組立体28から発射される。中央位置
で、このビームは光軸74に沿って、記号が位置する基準
面78へ向けられる。光は該記号からあらゆる方向に散乱
される。光線79、81で例示される、反射された光の一部
は、例えばフレネルレンズ等の集光レンズ72に入射し、
光検出器44の入り口に収束される。この入り口は、丸い
か、正方形か、又は長方形である（第６図参照）。該ユ
ニットがいずれかの矢印76の方向に回転するとき、基準
面上のビームスポットも該記号を横断して移動する。戻
ってくる光は常に光検出器の入り口に収束される。
レーザービームが副組立体28から発射される。中央位置
で、このビームは光軸74に沿って、記号が位置する基準
面78へ向けられる。光は該記号からあらゆる方向に散乱
される。光線79、81で例示される、反射された光の一部
は、例えばフレネルレンズ等の集光レンズ72に入射し、
光検出器44の入り口に収束される。この入り口は、丸い
か、正方形か、又は長方形である（第６図参照）。該ユ
ニットがいずれかの矢印76の方向に回転するとき、基準
面上のビームスポットも該記号を横断して移動する。戻
ってくる光は常に光検出器の入り口に収束される。
入射ビムのみならず、光検出器の視界も同時に記号を横
断して走査するので、第３図実施例は逆反射式である。
これと対照的に、第1A図、第1B図の実施例は、入射ビー
ムのみが記号を横断して掃引され、光検出器が不動であ
るので、「飛行スポット」スキャスナーと呼ばれる。
断して走査するので、第３図実施例は逆反射式である。
これと対照的に、第1A図、第1B図の実施例は、入射ビー
ムのみが記号を横断して掃引され、光検出器が不動であ
るので、「飛行スポット」スキャスナーと呼ばれる。
第５−７図の実施例を説明する。同じ参照数字はここで
も同じ部分を指す。振動モーター20は、この場合にも、
出力シャフト22を有し、これに支持体80が搭載されてい
る。支持体26の様なＵ字型ではなくて、支持体80はＬ字
型であって、直立脚82を持っている。光検出器44が印刷
回路基板46に固定されている。コイル型引っ張りワイヤ
群68がダイオード32と基板46上の電気回路とを接続して
いる。集光レンズ72が副組立体28と同軸囲繞関係に脚82
に搭載されている。レンズ72及び副組立体28は一体（ユ
ニット）として双頭矢印76のいずれかの方向に回転し、
一方、先の第３図の実施例とは対照的に、光検出器44は
不動である。
も同じ部分を指す。振動モーター20は、この場合にも、
出力シャフト22を有し、これに支持体80が搭載されてい
る。支持体26の様なＵ字型ではなくて、支持体80はＬ字
型であって、直立脚82を持っている。光検出器44が印刷
回路基板46に固定されている。コイル型引っ張りワイヤ
群68がダイオード32と基板46上の電気回路とを接続して
いる。集光レンズ72が副組立体28と同軸囲繞関係に脚82
に搭載されている。レンズ72及び副組立体28は一体（ユ
ニット）として双頭矢印76のいずれかの方向に回転し、
一方、先の第３図の実施例とは対照的に、光検出器44は
不動である。
第７図は略図示されている様に、副組立体28から発射さ
れた入射光ビームは、一端部限界位置で光軸84に沿って
向けられて、基準面78に位置する記号上に入射し、光線
86、88で例示される反射光の一部は集光レンズ72に入射
して、第６図に最もよく示されている様に光検出器44の
スロット状入り口92の一端部90に収束される。第７図に
破線で示されている反対側端部限界位置で、反射光のう
ちの集光された部分は入り口92の反対側端部94に収束さ
れる。これら端部限界部分間で、集光され収束された光
は入り口92に沿って長手方向に進む。
れた入射光ビームは、一端部限界位置で光軸84に沿って
向けられて、基準面78に位置する記号上に入射し、光線
86、88で例示される反射光の一部は集光レンズ72に入射
して、第６図に最もよく示されている様に光検出器44の
スロット状入り口92の一端部90に収束される。第７図に
破線で示されている反対側端部限界位置で、反射光のう
ちの集光された部分は入り口92の反対側端部94に収束さ
れる。これら端部限界部分間で、集光され収束された光
は入り口92に沿って長手方向に進む。
第５−７図実施例はもう一つの逆反射構成である。それ
は、入射ビームが記号を横断して掃引されると同時に、
集光レンズの運動によって光検出器の視界も同じく記号
を横断して掃引されるからである。光源の出力を充分に
高くすることにより、集光レンズを省略することが出来
る。
は、入射ビームが記号を横断して掃引されると同時に、
集光レンズの運動によって光検出器の視界も同じく記号
を横断して掃引されるからである。光源の出力を充分に
高くすることにより、集光レンズを省略することが出来
る。
以上に説明した様に、前記実施例は、読まれる記号を横
断して一方向に単一の湾曲した軌跡又は走査線を描く。
第８図は、２方向以上に延在する走査パターンを記号上
に発生させる構成を示す。そこで、前と同様に、モータ
ー20は矢76で示されている両方向に出力シャフト22、支
持体26及びレーザー／光学組立体28を繰り返し交互に駆
動する。引っ張りワイヤ群67はダイオード32を低電圧電
源96に接続する。モーター及びその上部構造はベース10
0の水平プラットホーム98に搭載される。
断して一方向に単一の湾曲した軌跡又は走査線を描く。
第８図は、２方向以上に延在する走査パターンを記号上
に発生させる構成を示す。そこで、前と同様に、モータ
ー20は矢76で示されている両方向に出力シャフト22、支
持体26及びレーザー／光学組立体28を繰り返し交互に駆
動する。引っ張りワイヤ群67はダイオード32を低電圧電
源96に接続する。モーター及びその上部構造はベース10
0の水平プラットホーム98に搭載される。
ベースは、他の素子のためのプラットホームを別に持っ
ている。斯くして、水平プラットホーム102は集光レン
ズ104を支持する。プラットホーム106は上面に光検出器
44を支持すると共に、印刷回路基板108を下面に支持
し、該基板上には信号処理回路が搭載されている。
ている。斯くして、水平プラットホーム102は集光レン
ズ104を支持する。プラットホーム106は上面に光検出器
44を支持すると共に、印刷回路基板108を下面に支持
し、該基板上には信号処理回路が搭載されている。
モーター20と同一の第２モーター20′が垂直プラットホ
ーム110に搭載され、シャフト22に対して垂直な出力シ
ャフト22′を持っている。前述の上部構造の代わりに、
平らなミラー112がシャフト22′の一端部に搭載されて
いて、そのために米国特許第4,496,831号に記載の走査
エレメントに類似している。モーター22′は、双頭の矢
印114が示す様に、ミラー112を両方向に交互に駆動す
る。
ーム110に搭載され、シャフト22に対して垂直な出力シ
ャフト22′を持っている。前述の上部構造の代わりに、
平らなミラー112がシャフト22′の一端部に搭載されて
いて、そのために米国特許第4,496,831号に記載の走査
エレメントに類似している。モーター22′は、双頭の矢
印114が示す様に、ミラー112を両方向に交互に駆動す
る。
作動時には、そのシャフトに搭載されている素子を振動
させるモーター22、22′により、複数の線から成る走査
パターンが記号上に生成される。モーター20はＸ軸に沿
って単一の走査線を生成し、モーター20′は該単一の走
査線をＹ軸に沿って移動させ、斯くして、該パターンを
横断して伸びる一組の互いに平行な線を生成する。モー
ター20、20′の速度、方向及び周波数を変えることによ
り、例えばリサージュパターン等の複雑な走査パターン
を生成させることが出来る。
させるモーター22、22′により、複数の線から成る走査
パターンが記号上に生成される。モーター20はＸ軸に沿
って単一の走査線を生成し、モーター20′は該単一の走
査線をＹ軸に沿って移動させ、斯くして、該パターンを
横断して伸びる一組の互いに平行な線を生成する。モー
ター20、20′の速度、方向及び周波数を変えることによ
り、例えばリサージュパターン等の複雑な走査パターン
を生成させることが出来る。
レーザー／光学副組立体28が振動運動をするので、ダイ
オードをの電源96に接続する引っ張りワイヤ68には相当
のストレスがかかる。ワイヤ接続部の機械的完全性は、
副組立体が方向を変える時に発生する斯かる応力により
低下させられる。一般的には、これら応力はシャフト22
と、該ワイヤの副組立体への取り付け点との間の距離に
比例する。
オードをの電源96に接続する引っ張りワイヤ68には相当
のストレスがかかる。ワイヤ接続部の機械的完全性は、
副組立体が方向を変える時に発生する斯かる応力により
低下させられる。一般的には、これら応力はシャフト22
と、該ワイヤの副組立体への取り付け点との間の距離に
比例する。
第９図に示されている構成では、ダイオードとその電源
との間の接続部は、シャフトの中間付近に配置されてお
り、かくして斯かる接続部を弱める様に作用する応力を
最小とすると共に該構成の作動寿命を最大にしている。
との間の接続部は、シャフトの中間付近に配置されてお
り、かくして斯かる接続部を弱める様に作用する応力を
最小とすると共に該構成の作動寿命を最大にしている。
斯くして、支持ブロック26″がシャフト22に、該シャフ
トの一方の側へずらされて搭載されている。副組立体28
はブロック26″に搭載されている。印刷回路基板116が
シャフト22に面するブロックの側に搭載されている。基
板116は、基板116に沿って伸びる印刷伝導性ストリップ
118a、118b、118bを有する。レーザーダイオード32は、
該ストリップの各端部に接続されたワイヤの第１の群68
を有し：ワイヤの第２の群120は該ストリップの各反対
側端部及び電源96に接続されている。副組立体28、基板
116及び第１のワイヤの群68は一体として振動する。第
２のワイヤの組120には応力がかかるが、図示の如くに
該ストリップの反対側端部がシャフト22に直接隣接して
いるので、第１のワイヤ68の組が電源96に直接接続され
ている場合に較べると、応力の大きさは遥かに小さくな
っている。
トの一方の側へずらされて搭載されている。副組立体28
はブロック26″に搭載されている。印刷回路基板116が
シャフト22に面するブロックの側に搭載されている。基
板116は、基板116に沿って伸びる印刷伝導性ストリップ
118a、118b、118bを有する。レーザーダイオード32は、
該ストリップの各端部に接続されたワイヤの第１の群68
を有し：ワイヤの第２の群120は該ストリップの各反対
側端部及び電源96に接続されている。副組立体28、基板
116及び第１のワイヤの群68は一体として振動する。第
２のワイヤの組120には応力がかかるが、図示の如くに
該ストリップの反対側端部がシャフト22に直接隣接して
いるので、第１のワイヤ68の組が電源96に直接接続され
ている場合に較べると、応力の大きさは遥かに小さくな
っている。
第10図は卓上端末装置を示し、第1A図のハウジング12の
上半分とほぼ同じ形状のハウジング121が、テーブルの
上側面125等のほぼ水平な支持面上に位置するベース123
の上に搭載されている。がん首形の、屈曲自在な導管12
7がハウジング121をベース123に接続し、手操作でハウ
ジングをベースに対して所望の向きに位置決めすると共
にその所望の向きに維持することを可能にしている。斯
くして、ハウジングから反射される光ビームを、読取る
べき記号に対して任意の角度に位置決めすることが出来
る。
上半分とほぼ同じ形状のハウジング121が、テーブルの
上側面125等のほぼ水平な支持面上に位置するベース123
の上に搭載されている。がん首形の、屈曲自在な導管12
7がハウジング121をベース123に接続し、手操作でハウ
ジングをベースに対して所望の向きに位置決めすると共
にその所望の向きに維持することを可能にしている。斯
くして、ハウジングから反射される光ビームを、読取る
べき記号に対して任意の角度に位置決めすることが出来
る。
有益なことに、ベース123は中空で、信号処理回路を内
蔵しており、該回路は導管127内を走る電気ワイヤによ
って、ハウジング121に内蔵されたミラー走査装置に接
続されている。ベースの代わりに、ハウジング121から
離れた導管の端部を金銭登録機、類似の店頭装置、又は
例えば生産ライン上の固定搭載装置に取り付けることが
出来る。
蔵しており、該回路は導管127内を走る電気ワイヤによ
って、ハウジング121に内蔵されたミラー走査装置に接
続されている。ベースの代わりに、ハウジング121から
離れた導管の端部を金銭登録機、類似の店頭装置、又は
例えば生産ライン上の固定搭載装置に取り付けることが
出来る。
以上説明した様に、レーザーダイオード／光学副組立体
28は、単独で、又は光検出器44と共に、軸の周囲に回転
させられて走査又は掃引動作を行なう。本発明は、焦点
合わせレンズ35を単独で、又は絞り28と共に、ダイオー
ド32に対して、該ダイオードの光反射出口にほぼ平行な
平面内で運動させることも提案するものである。
28は、単独で、又は光検出器44と共に、軸の周囲に回転
させられて走査又は掃引動作を行なう。本発明は、焦点
合わせレンズ35を単独で、又は絞り28と共に、ダイオー
ド32に対して、該ダイオードの光反射出口にほぼ平行な
平面内で運動させることも提案するものである。
ここで第11図を参照すると、レーザーダイオード32は支
持体122に固定されている。ダイオード32は光軸130に沿
って、光線124、126で例示された広角の扇型レーザービ
ームを放射する。該扇型ビームはダイオード出口の平面
に平行に且つ光軸130に垂直に延在する両直交平面内に
異なる角度で広がる。焦点合わせレンズ36はダイオード
から、軸130に沿って測った焦点距離Ｆの固定距離だけ
離間してホルダー128に搭載されている。該ホルダーは
軸130を中心とする開口部を持っており、該開口部は絞
り38として役立つ。
持体122に固定されている。ダイオード32は光軸130に沿
って、光線124、126で例示された広角の扇型レーザービ
ームを放射する。該扇型ビームはダイオード出口の平面
に平行に且つ光軸130に垂直に延在する両直交平面内に
異なる角度で広がる。焦点合わせレンズ36はダイオード
から、軸130に沿って測った焦点距離Ｆの固定距離だけ
離間してホルダー128に搭載されている。該ホルダーは
軸130を中心とする開口部を持っており、該開口部は絞
り38として役立つ。
ホルダー128は、第12図に示す様に、永久磁石製ケース1
32の中に伸びている。一対の渦巻き型ダイアフラムサス
ペンションスプリング134、136が該ホルダー128を磁石
ケース132上に支持する。ボイスコイル138はケース132
内でホルダー128を囲み、ケースのＮ極及びＳ極と境を
接している。
32の中に伸びている。一対の渦巻き型ダイアフラムサス
ペンションスプリング134、136が該ホルダー128を磁石
ケース132上に支持する。ボイスコイル138はケース132
内でホルダー128を囲み、ケースのＮ極及びＳ極と境を
接している。
コイル138を電気的に付勢すると、該ホルダー、レンズ
及び絞りは一体として、該コイルに生成される電磁的引
力及び反発力により、軸130に垂直な平面内で前後に往
復運動させられる。軸130から一方の端部限界位置へ測
ったレンズ及び絞りの反れをＤで表わすと、光線140で
表わされる反れたレーザービームは角度距離Ａ＝tan−1
D/Fだけずれることを示すことが出来る。
及び絞りは一体として、該コイルに生成される電磁的引
力及び反発力により、軸130に垂直な平面内で前後に往
復運動させられる。軸130から一方の端部限界位置へ測
ったレンズ及び絞りの反れをＤで表わすと、光線140で
表わされる反れたレーザービームは角度距離Ａ＝tan−1
D/Fだけずれることを示すことが出来る。
第13図は渦巻き型スプリング134、136の代替例を示す。
湾曲した脚144を持ったいわゆる「スパイダー」スプリ
ング142を使うことも出来る。
湾曲した脚144を持ったいわゆる「スパイダー」スプリ
ング142を使うことも出来る。
第14図はレンズ36及び絞り38を、ダイオード32の出口の
平面に平行な平面内で往復運動させる他の構成を示す。
レンズ36はＥ字型リーフスプリング156、158の二つの中
心脚152、154の間を橋絡して、該脚に担持されたブリッ
ジ支持体150上に搭載されている。スプリング156の外側
脚160、162及びスプリング158の外側脚164、166は頭上
支持フレーム170に不動に結合されている。
平面に平行な平面内で往復運動させる他の構成を示す。
レンズ36はＥ字型リーフスプリング156、158の二つの中
心脚152、154の間を橋絡して、該脚に担持されたブリッ
ジ支持体150上に搭載されている。スプリング156の外側
脚160、162及びスプリング158の外側脚164、166は頭上
支持フレーム170に不動に結合されている。
ブリッジ支持体150は、光軸130を中心とする開口部を有
し、該開口部は絞り38として作用する。一端部にＮ極を
有し、反対側端部にＳ極を有する永久磁石ストリップ17
2がブリッジ支持体に担持されている。一対の駆動コイ
ルが各極を囲んでいる。
し、該開口部は絞り38として作用する。一端部にＮ極を
有し、反対側端部にＳ極を有する永久磁石ストリップ17
2がブリッジ支持体に担持されている。一対の駆動コイ
ルが各極を囲んでいる。
作動時には、各駆動コイルが電気的に付勢される。コイ
ルとＮ、Ｓ極との間の磁気的相互作用によって電磁的引
力及び反発力が発生し、ブリッジ支持体を、軸130に垂
直な平面内で往復運動させる。第14図は、中心の、ずれ
ていない位置にあるこの構成を示す。これと対照的に、
以下に説明する第17図実施例は、ずれた位置を示す。Ｅ
字型スプリングの上端部だけがずらされている。レンズ
及び絞りの組み合わせと、ダイオードとの間の距離がほ
ぼ一定に保たれる。基準面上の適当なレーザービームが
斯くしてそこに保たれる。
ルとＮ、Ｓ極との間の磁気的相互作用によって電磁的引
力及び反発力が発生し、ブリッジ支持体を、軸130に垂
直な平面内で往復運動させる。第14図は、中心の、ずれ
ていない位置にあるこの構成を示す。これと対照的に、
以下に説明する第17図実施例は、ずれた位置を示す。Ｅ
字型スプリングの上端部だけがずらされている。レンズ
及び絞りの組み合わせと、ダイオードとの間の距離がほ
ぼ一定に保たれる。基準面上の適当なレーザービームが
斯くしてそこに保たれる。
前と同様に、レンズ及び絞りのずれが原因となって、ダ
イオードから放射されるレーザービームが角度Ａ＝tan
−1D/Fだけ反れる。ビームスポットは、レンズの曲率中
心の周囲の円弧は沿って動く。スプリングの足の長さ又
は剛性を不均一にすることによって、ビームスポットを
所望の態様で記号を横断させて移動させることが出来
る。例えば、該スポットを直線に沿って移動させること
が出来る。
イオードから放射されるレーザービームが角度Ａ＝tan
−1D/Fだけ反れる。ビームスポットは、レンズの曲率中
心の周囲の円弧は沿って動く。スプリングの足の長さ又
は剛性を不均一にすることによって、ビームスポットを
所望の態様で記号を横断させて移動させることが出来
る。例えば、該スポットを直線に沿って移動させること
が出来る。
レンズと絞りとを変位させるために、電磁的手段以外の
手段を使用することが出来る。第17図は、第14図と同一
の構成を示すが、磁気ストリップ172の代わりに、プレ
ート180がブリッジ支持体に結合されている。プレート1
80は突起182を持っており、これに駆動棒184が枢着され
ている。棒184を、純機械式駆動装置、電気−機械駆動
装置、又は圧電基板、即ち電気エネルギーを機械的エネ
ルギーに変換する変換器、に接続して、往復運動させる
ことが出来る。
手段を使用することが出来る。第17図は、第14図と同一
の構成を示すが、磁気ストリップ172の代わりに、プレ
ート180がブリッジ支持体に結合されている。プレート1
80は突起182を持っており、これに駆動棒184が枢着され
ている。棒184を、純機械式駆動装置、電気−機械駆動
装置、又は圧電基板、即ち電気エネルギーを機械的エネ
ルギーに変換する変換器、に接続して、往復運動させる
ことが出来る。
別の変形例においては、スプリングの中心脚152、154を
一つのバイメタル材料から作り、外側脚を他のバイメタ
ルから作ることが出来る。全ての脚を加熱すると、中心
の脚が外側の脚に対して変位する。
一つのバイメタル材料から作り、外側脚を他のバイメタ
ルから作ることが出来る。全ての脚を加熱すると、中心
の脚が外側の脚に対して変位する。
第14−17図において、絞り38はレンズ36と共に動くの
で、収束されていないレーザービームは軸130上で最も
明るいので、レーザービームの出力は走査線の端で現象
する。走査端におけるこの出力損失は、ビーム出力、又
は絞りの後面から反射される光を感知し、一定の出力を
維持するべくレーザーダイオードへの給電量を調整する
ことによって、電気的に補償することが出来る。
で、収束されていないレーザービームは軸130上で最も
明るいので、レーザービームの出力は走査線の端で現象
する。走査端におけるこの出力損失は、ビーム出力、又
は絞りの後面から反射される光を感知し、一定の出力を
維持するべくレーザーダイオードへの給電量を調整する
ことによって、電気的に補償することが出来る。
他の方法が第18図に示されており、この場合、絞り38は
不動に保持され、焦点合わせレンズ38のみが往復運動さ
せられる。レンズが軸から離れている時には、レーザー
ビームはレンズ36の中心を通らないので、反れ又は走査
角Ａは増幅される。軸130から離れてレンズを通る光は
もっと大きな収差を有するが、バーコード読取りの目的
に著しい影響があることは観察されていない。
不動に保持され、焦点合わせレンズ38のみが往復運動さ
せられる。レンズが軸から離れている時には、レーザー
ビームはレンズ36の中心を通らないので、反れ又は走査
角Ａは増幅される。軸130から離れてレンズを通る光は
もっと大きな収差を有するが、バーコード読取りの目的
に著しい影響があることは観察されていない。
運動する構造、即ち、レンズのみ：レンズ及び絞りの組
み合わせ：レンズ、絞り及びダイオードの組み合わせ：
並びにレンズ、絞り、ダイオード及び、及び光検出器の
組み合わせ、の質量が小さいので、低出力用には共鳴し
て作動することが出来、また共鳴状態からはずれて作動
することが出来る。運動する構造の質量が小さいので、
毎秒40走査程度の高走査速度が得られる。
み合わせ：レンズ、絞り及びダイオードの組み合わせ：
並びにレンズ、絞り、ダイオード及び、及び光検出器の
組み合わせ、の質量が小さいので、低出力用には共鳴し
て作動することが出来、また共鳴状態からはずれて作動
することが出来る。運動する構造の質量が小さいので、
毎秒40走査程度の高走査速度が得られる。
更に他の方法が第19図に示されており、この場合、焦点
合わせレンズ36は不動に保持され、絞り38のみが往復運
動させられる。絞り38は頂壁200の開口部として形成さ
れ、該壁は、レーザーダイオード32が搭載されている支
持体206から離間して側壁202、204によって位置決めさ
れている。開口部付き頂壁200は、電磁石又は圧電駆動
装置などの往復運動駆動装置によって、破線で示されて
いる如くに左右に変位可能である。絞りをレンズ36の前
方の平面内で移動させるために壁200、202、204にバイ
モルフ材料を使用することも出来る。
合わせレンズ36は不動に保持され、絞り38のみが往復運
動させられる。絞り38は頂壁200の開口部として形成さ
れ、該壁は、レーザーダイオード32が搭載されている支
持体206から離間して側壁202、204によって位置決めさ
れている。開口部付き頂壁200は、電磁石又は圧電駆動
装置などの往復運動駆動装置によって、破線で示されて
いる如くに左右に変位可能である。絞りをレンズ36の前
方の平面内で移動させるために壁200、202、204にバイ
モルフ材料を使用することも出来る。
第20図は、表示装置212及びキーボード214を備えた手持
ち式ハウジング210に据え付けられた、上述の通りに往
復運動モーター20に搭載されたコンパクトなレーザー／
光学副組立体28を示す。ハウジング210は長方形断面を
有すると共に、その頂部には、ハウジングの右方への走
査、又は別の動作モードにおいては左方への走査を可能
にする上部構造が設けられている。
ち式ハウジング210に据え付けられた、上述の通りに往
復運動モーター20に搭載されたコンパクトなレーザー／
光学副組立体28を示す。ハウジング210は長方形断面を
有すると共に、その頂部には、ハウジングの右方への走
査、又は別の動作モードにおいては左方への走査を可能
にする上部構造が設けられている。
ハウジング210は、頂壁の角の四つの螺子218で所定位置
に固定された長方形頂壁216を有する。フード220が該頂
部壁の一端部に搭載されている。不動のミラー222が頂
壁216の上のフードの範囲内に位置している。走査窓224
が該フードの内部を外部から閉塞している。ミラー222
は、レーザー／光学副組立体28から出現する放射レーザ
ービームの経路内に位置しており、該レーザービームを
ハウジングの一方の側、例えば右側に向け直す。読取ら
れている記号から戻ってくる光は窓224を通過し、光検
出器44により集光される。
に固定された長方形頂壁216を有する。フード220が該頂
部壁の一端部に搭載されている。不動のミラー222が頂
壁216の上のフードの範囲内に位置している。走査窓224
が該フードの内部を外部から閉塞している。ミラー222
は、レーザー／光学副組立体28から出現する放射レーザ
ービームの経路内に位置しており、該レーザービームを
ハウジングの一方の側、例えば右側に向け直す。読取ら
れている記号から戻ってくる光は窓224を通過し、光検
出器44により集光される。
四つの螺子218を外し、上部構造を180°回転させ、螺子
218を付け直せば、走査装置は、ミラー222がレーザービ
ームをハウジングの他方の側、例えば左側に向け直すこ
とを除いて、上記と同様に作動する。この様にして、右
利き及び左利きのユーザーに対応することが出来る。
218を付け直せば、走査装置は、ミラー222がレーザービ
ームをハウジングの他方の側、例えば左側に向け直すこ
とを除いて、上記と同様に作動する。この様にして、右
利き及び左利きのユーザーに対応することが出来る。
第21図に示されている構造も同じ効果を有し、この場合
にも、放射されたビームを右方又は左方へ向けることが
出来る。円柱形断面を持ったハウジング226は円形の頂
壁228を有し、その上にフード230が支持されている。ミ
ラー222と同一の反射ミラーがフード230内に搭載されて
いる。走査窓232はフード230を閉塞する。Ｌ字型の固定
突起234は、頂壁228から垂れ下がり、図示位置では、ハ
ウジング226の円形側壁に設けられたフック236に係合し
て固定作用を為す。第20図に示されているのと同じレー
ザー／光学副組立体がハウジング226内に搭載されてい
る。レーザービームは第21図においては右方へ伝播させ
られる。
にも、放射されたビームを右方又は左方へ向けることが
出来る。円柱形断面を持ったハウジング226は円形の頂
壁228を有し、その上にフード230が支持されている。ミ
ラー222と同一の反射ミラーがフード230内に搭載されて
いる。走査窓232はフード230を閉塞する。Ｌ字型の固定
突起234は、頂壁228から垂れ下がり、図示位置では、ハ
ウジング226の円形側壁に設けられたフック236に係合し
て固定作用を為す。第20図に示されているのと同じレー
ザー／光学副組立体がハウジング226内に搭載されてい
る。レーザービームは第21図においては右方へ伝播させ
られる。
ユーザーに対応させるために、フック236から180°離れ
たもう一つのフック（図示せず）に突起234が係合する
まで、頂壁228及びフック230を破線で図示されている位
置へ回転させることが出来る。この固定位置では、レー
ザービームは第21図において左方へ伝播させられる。固
定突起を旋回させて二つのフックのうちの一方又は他方
にスナップ動作で係合させる様にすれば、第20図につい
て説明した様に螺子を外し、その後再び螺子を付け直す
よりも、扱いが幾分簡単である。
たもう一つのフック（図示せず）に突起234が係合する
まで、頂壁228及びフック230を破線で図示されている位
置へ回転させることが出来る。この固定位置では、レー
ザービームは第21図において左方へ伝播させられる。固
定突起を旋回させて二つのフックのうちの一方又は他方
にスナップ動作で係合させる様にすれば、第20図につい
て説明した様に螺子を外し、その後再び螺子を付け直す
よりも、扱いが幾分簡単である。
色々な実施例の全てにおいて、ミラー無しスキャナーは
非常に小型である。それ故に、色々な種類のレーザー走
査システムに据え付けることの出来るモジュールとして
該装置を製造することが出来る。該モジュールは、光検
出器と共に、往復運動走査素子等の支持体上に搭載され
るレーザー／光学副組立体から成り、それらの全てが、
該モジュールの他の電気素子への電気的接続を可能にす
る電気コネクタに接続される。
非常に小型である。それ故に、色々な種類のレーザー走
査システムに据え付けることの出来るモジュールとして
該装置を製造することが出来る。該モジュールは、光検
出器と共に、往復運動走査素子等の支持体上に搭載され
るレーザー／光学副組立体から成り、それらの全てが、
該モジュールの他の電気素子への電気的接続を可能にす
る電気コネクタに接続される。
前記において述べられた要素のそれぞれは、あるいは、
２つ以上のいっしょの要素は、また、前記で述べられた
タイプと異なる構成の他のタイプにおいて、有用な応用
を見い出し得ることを理解されたい。
２つ以上のいっしょの要素は、また、前記で述べられた
タイプと異なる構成の他のタイプにおいて、有用な応用
を見い出し得ることを理解されたい。
新たなものとして請求され、特許により保護が求められ
るものは、特許請求の範囲に記載されている。
るものは、特許請求の範囲に記載されている。
第1A図は、本発明のミラー無しスキャナーが収容されて
いる手持ち式光走査システムを一部切り欠いて示す側面
図である。 第1B図は第1A図の端面図である。 第２図は第1A図のミラー無しスキャナーの前方斜視図で
ある。 第３図は本発明の他の実施例であるミラー無しスキャナ
ーの一部切り欠き側面図である。 第４図は第３図の実施例の動作を示す略頂面図である。 第５図は、本発明の他の実施例であるミラー無しスキャ
ナーの一部切り欠き側面図である。 第６図は第５図の線６−６に沿う拡大図である。 第７図は、第５図の実施例の、二つの端部限界位置での
動作を示す略頂面図である。 第８図は、多軸走査システムに使用された第２図のミラ
ー無しスキャナーの後方斜視図である。 第９図は、本発明のミラー無しスキャナーの別の実施例
の一部切り欠き斜視図である。 第10図は本発明のミラー無しスキャナー共に使用し得る
雁首型走査システム作業端末装置の側面図である。 第11図は、本発明のミラー無しスキャナーの別の実施例
の側面図である。 第12図は、第11図の線12−12に沿う断面図である。 第13図は、第11図及び第12図の実施例に用いる別のスプ
リングの断面図である。 第14図は、第16の線14−14に沿う断面図である。 第15図は、第16図の実施例の端面図である。 第16図は、本発明のミラー無しスキャナーの別の実施例
の頂面図である。 第17図は、第14図に類似しているが、本発明の別の実施
例を示す図である。 第18図は、第14図に類似しているが、本発明の更に他の
実施例を示す。 第19図は、第14図に類似しているが、本発明の更に他の
実施例を示す。 第20図は、該ミラー無しスキャナーに使用する手持ち式
走査システムの一部切り欠き斜視図である。 第21図は、該ミラー無しスキャナーに使用する手持ち式
旋回型走査システムの斜視図である。
いる手持ち式光走査システムを一部切り欠いて示す側面
図である。 第1B図は第1A図の端面図である。 第２図は第1A図のミラー無しスキャナーの前方斜視図で
ある。 第３図は本発明の他の実施例であるミラー無しスキャナ
ーの一部切り欠き側面図である。 第４図は第３図の実施例の動作を示す略頂面図である。 第５図は、本発明の他の実施例であるミラー無しスキャ
ナーの一部切り欠き側面図である。 第６図は第５図の線６−６に沿う拡大図である。 第７図は、第５図の実施例の、二つの端部限界位置での
動作を示す略頂面図である。 第８図は、多軸走査システムに使用された第２図のミラ
ー無しスキャナーの後方斜視図である。 第９図は、本発明のミラー無しスキャナーの別の実施例
の一部切り欠き斜視図である。 第10図は本発明のミラー無しスキャナー共に使用し得る
雁首型走査システム作業端末装置の側面図である。 第11図は、本発明のミラー無しスキャナーの別の実施例
の側面図である。 第12図は、第11図の線12−12に沿う断面図である。 第13図は、第11図及び第12図の実施例に用いる別のスプ
リングの断面図である。 第14図は、第16の線14−14に沿う断面図である。 第15図は、第16図の実施例の端面図である。 第16図は、本発明のミラー無しスキャナーの別の実施例
の頂面図である。 第17図は、第14図に類似しているが、本発明の別の実施
例を示す図である。 第18図は、第14図に類似しているが、本発明の更に他の
実施例を示す。 第19図は、第14図に類似しているが、本発明の更に他の
実施例を示す。 第20図は、該ミラー無しスキャナーに使用する手持ち式
走査システムの一部切り欠き斜視図である。 第21図は、該ミラー無しスキャナーに使用する手持ち式
旋回型走査システムの斜視図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ハワード シェパート アメリカ合衆国 ニューヨーク州 11739 グレート リヴアー プロヴォスト ア ベニュー 18 (72)発明者 ジェローム スワーツ アメリカ合衆国 ニューヨーク州 11733 オールド フィールド クレイン ネッ ク ロード 19 (72)発明者 ボリス メトリッキー アメリカ合衆国 ニューヨーク州 11790 ストーニー ブルック ミルストリーム レーン 18 (56)参考文献 特開 昭54−77023（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−29267（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−251980（ＪＰ，Ａ)
Claims (4)
- 【請求項１】（Ａ）光ビームを放射する光源と、 （Ｂ）該光ビームを光学的に変調して、これを光路に沿
って、外部の基準面の付近にある記号に向ける光学素子
と、 （Ｃ）視界を有すると共に、該記号から反射された、可
変強度光の少なくとも一部を検出して、その検出した光
の強度を示す電気信号を発生させる光検出素子と、 を含む、異なる光反射率の部分を持った指標を読む光走
査システムのためのミラーなしスキャナー装置であっ
て、 （ａ）該素子のうちの少なくとも一つの素子を他の素子
に対して繰り返し往復運動させ得る様に搭載する手段
と、 （ｂ）該搭載手段を繰り返し往復運動させて該搭載手段
及び前記少なくとも一つの素子を繰り返し往復運動させ
前記光ビーム及び前記視界のうちの少なくとも一方を走
査させる駆動手段、 とからなり、 該駆動手段は、細長いシャフトを有し、該シャフトを該
シャフトの長さ方向に沿って延びる軸の周囲に両周回方
向に360度より小さい弧長にわたって往復運動させるモ
ーターを含んでおり、 前記の少なくとも一つの素子は該シャフトに取り付けら
れて該シャフトと共に該軸の周囲に回転運動するように
配置され、 該光源素子は、半導体レーザーダイオード素子であり、
該光学素子は焦点合わせレンズと絞りとを含み、該ダイ
オード、該レンズ及び該絞りは該シャフトに取り付けら
れて該シャフトと共に回転運動するように配置され、 該搭載手段は、該ダイオード、該レンズ及び該絞りを電
源から離間させて保持する支持体と、該電源と該ダイオ
ードとの間に延びて該電源と該ダイオードとの間を橋絡
するワイヤからなる、 ことを特徴とするミラーなしスキャナー装置。 - 【請求項２】（Ａ）光ビームを放射する光源と、 （Ｂ）該光ビームを光学的に変調して、これを光路に沿
って、外部の基準面の付近にある記号に向ける光学素子
と、 （Ｃ）視界を有すると共に、該記号から反射された、可
変強度光の少なくとも一部を検出して、その検出した光
の強度を示す電気信号を発生させる光検出素子と、 を含む、異なる光反射率の部分を持った指標を読む光走
査システムのためのミラーなしスキャナー装置であっ
て、 （ａ）該素子のうちの少なくとも一つの素子を他の素子
に対して繰り返し往復運動させ得る様に搭載する手段
と、 （ｂ）該搭載手段を繰り返し往復運動させて該搭載手段
及び前記少なくとも一つの素子を繰り返し往復運動させ
前記光ビーム及び前記視界のうちの少なくとも一方を走
査させる駆動手段、 とからなり、 該駆動手段は、細長いシャフトを有し、該シャフトを該
シャフトの長さ方向に沿って延びる軸の周囲に両周回方
向に360度より小さい弧長にわたって往復運動させるモ
ーターを含んでおり、前記の少なくとも一つの素子は該
シャフトに取り付けられて該シャフトと共に該軸の周囲
に回転運動するように配置され、 該光源素子は、半導体レーザーダイオード素子であり、
該光学素子は焦点合わせレンズと絞りとを含み、該ダイ
オード、該レンズ及び該絞りは該シャフトに取り付けら
れて該シャフトと共に回転運動するように配置され、 該検出素子は不動であって細長い入射部を有し、 反射光の一部を集光して前記光検出素子の前記入射部に
向ける集光レンズが前記シャフトに取り付けられた、 ことを特徴とするミラーなしスキャナー装置。 - 【請求項３】請求項１又は２に記載したミラーなしスキ
ャナー装置であって、 該搭載手段は該光源素子と該光学素子とのみを不動の光
検出素子に対して往復運動させ得るように搭載するよう
になった、 ことを特徴とするミラーなしスキャナー装置。 - 【請求項４】請求項２に記載したミラーなしスキャナー
装置であって、 前記ワイヤは前記シャフトの前記軸の近傍に位置するジ
ョイントに接続されたことを特徴とするミラーなしスキ
ャナー装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US193265 | 1988-05-11 | ||
| US07/193,265 US5144120A (en) | 1988-05-11 | 1988-05-11 | Mirrorless scanners with movable laser, optical and sensor components |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0223482A JPH0223482A (ja) | 1990-01-25 |
| JPH0738208B2 true JPH0738208B2 (ja) | 1995-04-26 |
Family
ID=22712906
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1111938A Expired - Lifetime JPH0738208B2 (ja) | 1988-05-11 | 1989-04-28 | 可動レーザー素子、光学素子及びセンサー素子を有するミラー無しスキャナー |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5144120A (ja) |
| EP (6) | EP0341717B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0738208B2 (ja) |
| CA (1) | CA1327850C (ja) |
| DE (4) | DE68929254T2 (ja) |
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