JPH087029A - 走査モジュール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】手持ち式スキャナを右利きおよび左利きの操作
者に容易に適用できるように、またスキャナワークステ
ーションにおけるカウンタの有効スペースを増やす。 【構成】電気光学システムの走査モジュールにおいて、
出口ポートを備えた走査ヘッドと、出口ポートから外向
きの光路に沿って異なる光反射率の部分を有するしるし
に向けて光を放射する放射手段と、しるしから反射され
る可変強度の光の少なくとも一部を視野で検出する光検
出手段と、しるし上の光の少なくとも一部および視野を
走査する走査手段と、走査モジュール上に前記走査ヘッ
ドを互いに直交する２本の軸のまわりで調整可能に取り
付ける手段とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は一般的にバーコード記号
等の異なる光反射率を有するしるしを読む電気光学シス
テムに関し、より詳細には光源から放射される走査光線
及び／あるいは光検出器の視野を互いに直交する３本の
軸のまわりで調整可能に変位させることに関する。

【０００２】

【従来技術】米国特許出願第148,669 号明細書、同第14
7,708 号明細書とともに、米国特許第4,251,798 号明細
書、同第4,360,798 号明細書、同第4,369,361 号明細
書、同第4,387,297 号明細書、同第4,593,186 号明細
書、同第4,496,831 号明細書、同第4,409,470 号明細
書、同第4,460,120 号明細書、同第4,607,156 号明細
書、同第4,673,803 号明細書、同第4,736,095 号明細
書、同第4,758,717 号明細書、同第4,816,660 号明細
書、同第4,808,804 号明細書、同第4,816,661 号明細
書、同第4,760,248 号明細書、同第4,871,904 号明細
書、同第4,806,742 号明細書、同第4,845,350 号明細書
により例示されるタイプの光学走査システムおよびその
構成部材については、公知であり参考のため挿入した
が、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、特に万国製品コード（ＵＰＣ）タイプの記
号を一定の作業距離あるいは読取り距離をおいて、手持
ちスキャナあるいは固定スキャナによって読み取るため
に設計されている。

【０００３】一般的に光源は、ハウジングに対し作業距
離をおいたところでレーザのスポットを形成するため
に、各種光学構成部材により光学的に修正され焦点を合
わせられ、光路に沿ってハウジングの出口ポートを通
り、作業距離近傍に配置されたバーコード記号に向けら
れるレーザを出射させる。記号に対し横切って延び、わ
ずかに記号の範囲を越える視野を有する光検出器が、記
号から反射される可変強度の光を検出し、検出された光
に対応する電気信号を発生させる。これらの電気信号は
記号を説明するデータとして解読される。走査構成部材
はハウジングに配置されてもよく、その走査構成部材は
記号を横切る走査パターンの中のビームスポットを掃引
するか、あるいは光検出器の視野を走査するため機能的
に作用するか、あるいはその両方を同時に行う。走査構
成部材は更に電荷結合素子（ＣＣＤ）アレイであっても
よい。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】いずれの場合にも、こ
うした公知のスキャナの欠点は走査窓としても知られる
出口ポートが、ハウジング上に固着されて一方向だけに
向いていることである。この方向を変えるためには、ハ
ウジングを動かさなければならない。ある応用におい
て、限られたスペースしかないワークステーションの場
合にとってこれは制限要素であることが見出だされた。
また手持ちスキャナにおいて、固定された走査窓を持つ
スキャナを右利きおよび左利きのどちらのオペレータに
も適用させることは困難であった。

【０００５】手持ち式バーコードスキャナの技術におい
て、例えば特開平2-231689号公報においては、ハウジン
グ上の固定された出口ポートを通して、一本の軸のまわ
りで反射ミラーを旋回させて、一平面に対し調整可能に
レーザを向けさせることが知られている。しかしなが
ら、その調整範囲はかぎられており、また右利きおよび
左利きのオペレータに適用することは容易でなかった。

【０００６】またスキャナ・ワークステーションの技術
において、例えば米国特許第5,105,070 号明細書におい
て、デスクトップ上に取り付けられたアダプターを一本
の軸のまわりで回転させて一平面に対し調整可能にレー
ザを向けさせることが知られているが、やはり上記と同
様に一平面上でのレーザの動きは限られてしまい、カウ
ンタスペースを広げるには不十分であった。

【０００７】本発明の目的は異なる光反射率を有するし
るしを読むための電気光学システム、特にバーコード記
号を読むための光学走査システムの技術状態を前進させ
ることである。本発明の他の目的は、手持ち式バーコー
ドスキャナを右利きおよび左利きのどちらのオペレータ
にも容易に適用することができるようにする。

【０００８】更に本発明の他の目的は、スキャナワーク
ステーションにおいてカウンタの有効スペースを増やす
ことである。更に本発明の他の目的は、輪郭の異なるハ
ウジングに、調整可能な走査ヘッドを備える走査モジュ
ールを交換可能に取り付けることである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために １．異なる光反射率の部分を有するしるしを読み取るた
めの電気光学システムの走査モジュールにおいて、出口
ポートを備えた走査ヘッドと、前記出口ポートを通り外
向きの光路に沿って前記しるしに向けて光を放射する手
段と、前記しるしから反射される可変強度の光の少なく
とも一部を視野で検出する光検出手段と、前記しるし上
の光の少なくとも一部および前記視野を走査する走査手
段と、前記走査モジュール上に前記走査ヘッドを互いに
直交する２本の軸のまわりで調整可能に取り付ける手段
とを有した。

【００１０】２．前記第１項記載の走査モジュールにお
いて、前記走査ヘッドは球形状の輪郭をしており、前記
取り付け手段は前記走査ヘッドを受け入れるソケットで
あって、前記走査ヘッドを互いに直交する３本の軸のま
わりで変位させる。 ３．前記第１項記載の走査モジュールにおいて、前記走
査ヘッドに方向付け手段である光反射部材が取り付けら
れる。

【００１１】４．前記第３項記載の走査モジュールにお
いて、前記放射手段は前記走査手段から離れた場所に位
置する光源である。 ５．前記第４項記載の走査モジュールにおいて、前記放
射手段は前記走査ヘッドから離れた場所に位置する光源
と、前記光源からの光を前記走査ヘッドに伝送する第１
の光ファイバーとから成る。

【００１２】６．前記第５項記載の走査モジュールにお
いて、前記光検出手段は前記走査ヘッドから離れた場所
に位置する光検出器と、前記走査ヘッドからの反射光を
前記光検出器に伝送する第２の光ファイバーとから成
る。 ７．前記第１項記載の走査モジュールにおいて、前記走
査手段は前記走査ヘッドに取り付けられる。

【００１３】８．前記第７項記載の走査モジュールにお
いて、前記放射手段は前記走査ヘッドに取り付けられる
光源を有し、前記走査手段は電荷結合素子アレイと反射
光を前記アレイに集束させるための手段とから成る。 ９．異なる光反射率の部分を有するしるしを読み取るた
めの光走査システムにおける装置において、固定部分と
前記出口ポートで形成される可動部分とを有するハウジ
ングと、前記出口ポートを通り、前記しるしに向けて光
を放射する放射手段と、前記しるしから反射される可変
強度を有する光の少なくとも一部を前記視野で検出し検
出された光強度を表示する電気信号を発生させるために
作用する光検出手段と、前記光の少なくとも一部および
前記視野を走査する走査手段と、前記可動部分を前記固
定部分に対し互いに直交する２本の軸のまわりで可動に
取り付ける取り付け手段と、前記光の少なくとも一部お
よび前記視野を調整可能にその方向を向ける方向付け手
段とから成る。

【００１４】１０．前記第９項記載の装置において、前
記可動部分は球形状であって、前記取り付け手段は前記
可動部分を受け入れるソケットであって、前記可動部分
を互いに直交する３本の軸のまわりで変位させ調整可能
とする。 １１．前記第９項記載の装置において、前記可動部分は
光反射部材を有する。 １２．前記第１１項記載の装置において、前記方向付け
手段は前記可動部分を有する。

【００１５】１３．前記第１２項記載の装置において、
前記放射手段は前記可動部分から離れた場所に位置する
光源と、前記光源からの光を前記可動部分に伝送する第
３の光ファイバーから成る。 １４．前記第１２項記載の装置において、前記光検出手
段は前記可動部分から離れた場所に位置する光検出器
と、前記可動部分からの反射光を前記光検出器に伝送す
る第４の光ファイバーとから成る。

【００１６】１５．前記第９項記載の装置において、前
記走査手段は前記可動部分に取り付けられる。 １６．前記第１５項記載の装置において、前記放射手段
は可動部分に取り付けられる光源を含み、前記走査手段
は電気結合素子アレイと反射光を前記アレイに集束させ
る手段とから成る。

【００１７】１７．前記第９項記載の装置において、前
記ハウジングはその固定部分にキーボードおよびディス
プレイを備えた手持ち式の端末である。 １８．バーコード記号等を読むためのシステムであっ
て、光を前記バーコード記号に照射し前記バーコード記
号からの反射光を受光し前記バーコード記号が有する情
報に対応する電気信号を発生させる記号検出手段と、前
記記号検出手段を起動させ前記バーコード記号の読取り
を開始させる読取り制御手段を備える手持ち式走査ユニ
ットである。

【００１８】１９．前記第１８項記載のシステムにおい
て、前記記号検出手段からの光を受ける光反射部材およ
び光方向付けユニットと共に可動な出口ポートを有し、
互いに直交する３本の軸のまわりで変位し調整可能に光
を向けさせる光方向付け手段を前記走査ユニットに備え
る。 ２０．前記第１９項記載のシステムにおいて、前記記号
検出手段は前記バーコード記号の少なくとも一部に対し
光を繰り返し走査する走査手段を有する。

【００１９】２１．前記第２０項記載のシステムにおい
て、前記記号検出手段は前記バーコード記号から反射さ
れる可変強度の光の少なくとも一部を検出する光検出手
段を有する。 ２２．バーコード記号を読み取るシステムであって、光
を視野内のバーコード記号に照射し前記バーコード記号
からの反射光を受光し前記バーコード記号が有する情報
に対応する電気信号を発生させる記号検出手段と、前記
記号検出手段を起動させ前記バーコード記号の読取りを
開始させる読取り制御手段を備える手持ち式走査ユニッ
トである。

【００２０】２３．前記第２２項記載のシステムにおい
て、前記バーコード記号からの反射光を集束する手段と
視野方向付けユニットと共に可動な出口ポートとを有
し、視野方向付けユニット内で互いに直交する３本の軸
のまわりで変位し、視野を調整可能にする視野方向付け
手段を前記走査ユニットに取り付けることを特徴とする
システム。

【００２１】２４．ハウジングの可動部分に位置する出
口ポートからバーコード記号に向けて光が放射されるバ
ーコード読取り装置において、互いに直交する３本の軸
のまわりで前記可動部分を変位させることにより、前記
ハウジングに対して少なくとも一部の光の方向および視
野を変位させる手段を備えた。 ２５．光走査システムにおける、異なる光反射率の部分
を有するしるしを読み取る読取り方法であって、固定部
分と出口ポートを有する可動部分とを具備するハウジン
グを形成し、光を発生させ出口ポートを通り光路に沿っ
て前記しるしに向けさせ、前記しるしから反射される可
変強度の光の少なくとも一部を検出し検出された光強度
に対応する信号を発生させ、前記光の少なくとも一部お
よび視野を走査し、固定部分に対して一組の互いに直交
する軸のまわりに前記出口ポートを動かし、前記出口ポ
ートをハウジング上の所望の位置に設置する。

【００２２】２６．前記第２５項記載の読取り方法にお
いて、互いに直交する３本の軸のまわりで前記出口ポー
トを変位させることにより移動ステップを達成する。 ２７．前記第２６項記載の読取り方法において、前記可
動部分を球形の走査ヘッドとして形成し、前記固定部分
を前記走査ヘッドを支持するソケットとして形成するこ
とにより、形成ステップを達成する。

【００２３】２８．前記第２６項記載の読取り方法にお
いて、前記可動部分をそれぞれの軸のまわりで３６０゜
回転させることにより、位置決めステップを達成する。 ２９．前記第２６項記載の読取り方法において、前記ハ
ウジング上に情報を表示するディスプレイと、前記ハウ
ジング上に情報を入力するキーボードとを設ける。

【００２４】

【作用】請求項１および２記載の発明によれば、走査ヘ
ッドを３本の軸のまわりでその位置を調整可能とし、光
源から光を望む方向に設定できる。また請求項１および
７記載の発明によれば、光源からの光および光検出器の
視野を走査する走査手段を走査ヘッドに取り付け、その
走査ヘッドを走査モジュール上に調整可能に取り付ける
ことで、光および視野を望む方向に設定できる。請求項
９記載の発明によれば、その方向付け手段によって光の
少なくとも一部および視野を方向を望む方向に設定でき
る。

【００２５】請求項９および１０記載の発明によれば、
取り付け手段は可動部分を互いに直交する３本の軸のま
わりで調整可能とするので、望む方向に光を放射でき
る。請求項９および１５記載の発明によれば、光の少な
くとも一部および視野を走査する走査手段を可動部分に
取り付けたので、望む方向に光および視野を走査でき
る。

【００２６】請求項１８および１９記載の発明によれ
ば、光を互いに直交する３本の軸のまわりで向けさせる
ことが可能な光方向付け手段を手持ち式走査ユニットに
取り付けたので、望む方向に光および視野を走査でき
る。請求項２２および２３記載の発明によれば、互いに
直交する３本の軸のまわりで可動な視野方向付け手段を
手持ち式走査ユニットに取り付けることで、望む方向に
視野を走査できる。

【００２７】

【実施例】以下、本発明の第１実施例を図１乃至図４面
を参照して詳細に説明する。図１に前述の米国特許およ
び米国特許出願に記載されているタイプのものであっ
て、記号、詳細にはＵＰＣバーコード記号を読み取る光
走査システムにおけるスキャナ１０を示す。本実施例に
おいて使用する「記号」という用語は幅広く解釈される
ものとし、英数字の他、交互に配置されたバーとスペー
スから成る記号パターンばかりでなく他のパターンも、
手短に言えば、異なる光反射率の部分を有するすべての
表示を含むものとする。

【００２８】スキャナ１０は手持ち式ハウジング１２か
ら成っていて、そのハウジング１２の内部を上半分１６
と下半分１８に分けるベース１４を具備する。ベース１
４上には、米国特許第4,496,831 号明細書に記載されて
いるものと同様の小型軽量の高速走査モータ２０が設置
されている。モータ２０は出力軸２２を有し、この出力
軸２２のまわりに両円周方向に交互に反復して３６０゜
以下の円弧長さに渡って出力軸２２を駆動する。モータ
２０とその制御回路網２４の構造上、機能上、および動
作上の特徴は、米国特許第4,496,831 号明細書に詳細に
記載されているので、ここではその説明を省略する。

【００２９】本発明のモータ２０と米国特許第4,496,83
1 号明細書記載のモータとの相違点の１つは、出力軸２
２に取り付けられた上部構造である。本発明は、上記米
国特許明細書に記載されている平面ミラーの代わりに、
図１（Ａ）に示すように出力軸２２の端にＵ字形支持体
２６を取り付け、その支持体２６にレーザ／光学部品の
サブアセンブリ２８を取り付けることを提案している。
サブアセンブリ２８とＵ字形支持体２６は、出力軸２２
によって一緒に揺動され回転される。

【００３０】サブアセンブリ２８は中空の細長いチュー
ブ３０、チューブ３０の一端に固定して取り付けられた
レーザダイオード３２、チューブ３０の他端に取り付け
られた鏡筒３４、および鏡筒３４内に保持された焦点合
わせレンズ３６（図３参照）を有する。焦点合わせレン
ズ３６は平凸レンズであることが好ましいが、球形レン
ズ、凸レンズ、あるいは円柱レンズであっても良い。鏡
筒３４は端壁を貫通する開口絞り３８と共に形成される
端壁を設けている。鏡筒３４はチューブ３０内で縦方向
に動くように入れ子式に取り付けられる。焦点合わせレ
ンズ３６は鏡筒３４の端壁近傍に位置し、鏡筒と一体に
動くように取り付けられている。鏡筒の位置およびダイ
オードに対するレンズの位置は、一方で焦点合わせレン
ズ３６と開口絞り３８間の公知の距離が、また他方で焦
点合わせレンズ３６、開口絞り３８およびレーザダイオ
ード３２間の公知の距離が得られるように、アセンブリ
サイトで接着また締付けによって固定される。コイルば
ね３７（図３参照）は鏡筒３４内に配置され、鏡筒３４
とチューブ３０に沿って伸びており、一端をレーザダイ
オード３２に、他端を焦点合わせレンズ３６の平面側に
接している。コイルばね３７は焦点合わせレンズ３６を
開口絞り３８を備えた端壁に対して押圧することによ
り、焦点合わせレンズ３６を開口絞り３８に対ししっか
り固定する。

【００３１】サブアセンブリ２８自体は本発明の一部を
構成するものではなく、サブアセンブリの構造上、機能
上および動作上の特徴の詳細は、米国特許第4,816,660
号明細書を参照されたい。本発明に関しては、サブアセ
ンブリ２８が非可視光もしくは可視光の範囲の入射レー
ザビームを伝播し発生する働きをする固体レーザダイオ
ード３２と、ハウジング１２に対する作業距離の範囲内
で特定サイズのビーム断面もしくはビームスポットを生
成するためにレーザビームを集束させための焦点合わせ
レンズ３６および開口絞り３８の組み合わせを有してい
ることを理解してもらえれば十分である。焦点に集束さ
れたレーザビームは開口絞り３８を通り、光路に沿って
作業距離の範囲内であって、ハウジング１２の外部に位
置する基準面の近くにあるハウジング上の走査窓４０を
通過して出ていく。

【００３２】出力軸２２の交互に反復振動している間、
Ｕ字形支持体２６とサブアセンブリ２８も同様にこの振
動動作に携わるので、ビームスポットは円弧（円弧の中
心はレーザダイオード３２）内で掃引され、基準面に設
けられた記号を横切って湾曲した走査線を描く。このよ
うに記号を横切るビームスポットの掃引を行うために、
レーザダイオード３２と光学構成部材は基準面に平行な
軸線まわりの一体構造物として一緒に回転される。

【００３３】記号から反射される光の一部は、反射され
たレーザビームの可変強度を検出するため、また検出さ
れたレーザビームの可変強度を示す電気アナログ信号を
発生させるため、ハウジング上の第２の窓を通る復路に
沿って、図中矢印Ｂの方向に光検出器４４に向かって進
む。図１（Ａ）において、光検出器４４はプリント回路
基板４６上に固定して取り付けられる。プリント回路基
板４６の両側に位置するプリント回路基板４８および５
０は、アナログ電気信号をデジタル電気信号に変換し、
被読取り信号を説明するデータにデジタル電気信号を処
理するために信号処理回路網５２およびマイクロプロセ
ッサ制御回路網５３を具備する。信号処理回路網５２お
よびマイクロプロセッサ制御回路網５３の詳細について
は、前に挙げた米国特許および米国特許出願を参照され
たい。二部品から成るマルチワイヤー・プラグイン・コ
ネクタ５４の一方の部品は信号処理回路網５２およびマ
イクロプロセッサ制御回路網５３に電気的に接続され、
他方の部品はディスプレイ５５およびキーボード５６に
接続されるフレキシブル・マルチワイヤー・ケーブル５
４´に電気的に接続される。再充電可能なバッテリパッ
ク５８は、ハウジング１２内のレーザダイオード３２と
電気回路網に電力を供給する。レーザダイオード３２と
光学構成部材のみを光検出器４４に対し動かすので、バ
ッテリパックの消費電力が少ない。

【００３４】読取りを開始させる手段としては、ハウジ
ング１２に設けた引き金６０を有していることが好まし
い。引き金６０の一部分は、ハウジング１２を手に保持
した使用者が手動で起動させるように、ハウジング１２
の外向きに延びている。引き金６０は引き金スイッチ６
２に機能的に接続され、記号の読取りを開始するために
レーザダイオード３２、モータ２０、光検出器４４、信
号処理回路網５２および制御回路網５３を起動させる。
引き金６０は読み取る各記号毎に一回づつ操作される。
制御回路網５３は、記号が解読されたと一旦判断する
と、その記号の読取りを止め、ハウジング１２内の起動
させた構成部材の操作を止め、次の記号を読み取る準備
をする。

【００３５】図２は図１におけるハウジング１２の上半
分１６に取り付ける前にモジュールユニットとして組み
立てられた各種の電気的、機械的および光学的構成部材
を示す。プリント回路基板４６，４８，５０上の電気回
路網はベース１４と共に、見易いように図２では省略さ
れている。次に図３について説明する。図１の部品に類
似する部品は同じ参照番号で識別してある。揺動モータ
２０は、同様にＵ字形支持体２６が取り付けられた出力
軸２２を有するレーザ／光学サブアセンブリ２８はＵ字
形支持体２６の一方の脚６４に取り付けられる。光検出
器４４はＵ字形支持体２６の他方の脚６６に取り付けら
れる。コイル状引っ張りワイヤ（電線）群６８，７０は
レーザダイオード３２および光検出器４４をプリント回
路基板４８上の図示していない電気回路網５２に接続し
ている。コイル状のワイヤを例示したが、他のタイプの
電気コネクタ、例えば平形ケーブルを使用してもよい。
集光レンズ７２は脚６４に取り付けられ、同軸上のサブ
アセンブリ２８を取り囲んでいる。集光レンズ７２、サ
ブアセンブリ２８、および光検出器４４はすべて共通の
ボアサイトあるいは光学軸７４（光路および復路は光学
軸７４に沿って同一直線上にある）を具備し、出力軸２
２の軸まわりに交互に円周方向にすべてがユニットとし
て揺動できる。

【００３６】図４は上述のように、ディスプレイ２１２
とキーボード２１４を具備した手持ち式のハウジング２
１０に設置された、モータ２０に取り付けられるコンパ
クトなレーザ／光学サブアセンブリ２８を示す。ハウジ
ング２１０は矩形の横断面をしており、その上面にはハ
ウジングの右側で、また別の操作モードでは左側で、走
査を行えるようにする可動式上部構造物が具備される。

【００３７】ハウジング２１０は上壁の角に４個のネジ
２１８によって固定される上部方形壁２１６を具備す
る。上壁２１６の片側にフード２２０が取り付けられて
いる。反射ミラー２２２は上壁２１６上のフード２２０
の中に配置される。出口ポートあるいは走査窓２２４は
フード２２０の開口部を塞いでいる。ミラー２２２はレ
ーザ／光学サブアセンブリ２８から放射するレーザビー
ムの光路中に配置され、レーザビームを１方向、例えば
ハウジング２１０の右方向に向け直す。読み取られる記
号から反射されるレーザビームは同じ走査窓２２４を通
り、光検出器４４に集束される。

【００３８】４個のネジ２１８を取り外し、可動式上部
構造物を１８０゜回転させ、ネジ２１８をもとの場所に
付けることにより、走査装置はミラー２２２がレーザビ
ームを別の方向、例えばハウジング２１０の左方向に向
け直す。このような方法で右利きおよび左利きのオペレ
ーターに適用することができる。図５に本発明の第２実
施例を示す。本実施例においても上記と同様に右利きお
よび左利きのオペレーターに適用することができ、放射
されたレーザビームを左右に向けることができる。円形
の横断面をしているハウジング２２６は円形の上壁２２
８を持ち、その上にフード２３０が支持される。ミラー
２２２はフード２３０の中に取り付けられる。走査窓２
３２がフード２３０の開口部を塞いでいる。Ｌ字型のツ
マミ２３４は上壁２２８から垂れ下がり、図示した位置
でハウジング２２６の環状の側壁に設けられたフック２
３６と係合する。図４に示したものと同様のレーザ／光
学サブアセンブリはハウジング２２６の内部に組み込ま
れる。図５においてレーザビームは右側に向かって伝播
する。

【００３９】オペレーターに適合させるため、上壁２２
８およびフード２３０はツマミ２３４がフック２３６か
ら１８０゜離れた図示していない別のフックと係合する
までつまり一点鎖線で示す位置まで回転できる。図５で
の一点鎖線で示す位置、即ちロック位置ではレーザビー
ムは左に向かって伝播する。２個のフックのいずれかと
係合するツマミの回転は、図４に示す実施例におけるネ
ジの取り外しおよび締付ける動作よりは幾分容易に実施
できる。

【００４０】様々な態様のすべてにおいて、走査装置は
その大きさがたいへん小型である。これは多くの異なる
タイプのレーザ走査システムに設置できる走査モジュー
ルとして組み付けることを可能にする。モジュールは光
検出器と共に往復走査構成部材などのＵ字形支持体に取
り付けられるレーザ／光学サブアセンブリから成り、そ
れらすべてはモジュールを他の電気構成部材に電気的に
接続できるように、電気コネクタに接続される。

【００４１】次に本発明の第３実施例を図６を参照して
説明する。図６も右利きおよび左利きのオペレーターに
適用できる走査システムの断面図である。レーザ／光学
サブアセンブリ２８は前述したように走査時には矢印３
７４の方向に振動する。好ましくは光透過性材料で作ら
れた光指示エレメント３７６がアセンブリ２８から放射
されるレーザビームの光路中に配置される。エレメント
３７６はハウジング３７８の外側に延在するハンドルに
よって、実線あるいは点線の位置に配置される。実線の
位置ではエレメント３７６は左利きのオペレーターに適
合するように、アセンブリ２８から放射されるレーザビ
ームに対し右におよそ１０゜乃至１５゜逸れるようにレ
ーザビームを向けさせている。点線の位置ではエレメン
ト３７６は右利きのオペレーターに適合するように、ア
センブリ２８から放射されるレーザビームに対し左にお
よそ１０゜乃至１５゜逸れるようにレーザビームを向け
させている。

【００４２】次に本発明の第４実施例を図７を参照して
説明する。図７において、スキャニング・アパーチャ１
０２あるいは光透過性出口ポートを具備した球形状ある
いはボール状の走査ヘッド１００は、走査ヘッド１００
の中でその幾何学上の中心で交差する少なくとも２本、
好ましくは３本の互いに直交する軸Ｘ、Ｙ、Ｚの回りで
自由自在に動けるように、ソケット１０４に取り付けら
れる。軸Ｘは水平方向であり、軸Ｙは垂直方向であり、
軸Ｚは図７において紙面に垂直方向にそれぞれ延在す
る。

【００４３】ソケット１０４は走査モジュール１０６に
固定して取り付けられ、走査モジュール１０６は前述し
たように、様々な輪郭のハウジング、例えばキーボード
およびディスプレイ機能を備えた手持ち式の端末、手持
ち式スキャナー、ワークステーションスキャナー、固定
スキャナー等のハウジングをもつ種々のタイプの電気光
学システムに設置することができる。走査モジュール１
０６は別個のハウジングにそれぞれ設置される１つの走
査モジュールを必要としない応用のために、前述のハウ
ジング自体を特定することができる。

【００４４】レーザダイオード３２は焦点レンズ３６を
具備する、しないに関わらず、モジュールまたはハウジ
ング１０６のの内部に取り付けられ、そこから放射され
るレーザビームは走査ヘッド１００の中に、フレキシブ
ル可撓で細長い単一モードの光ファイバー１０８に沿っ
て、光反射材１１２の近傍に位置する出射端１１０まで
送られる。光反射材１１２は台１１４に取り付けられ、
前述したように、また参照のため言及した米国特許第4,
496,831 号明細書に詳細に記載されているように、モー
タ２０および駆動制御回路網２４によって、それぞれの
方向に３６０゜より小さい円弧長さで軸Ａのまわりで交
互に円周方向に繰り返し駆動される。

【００４５】反射材１１２の交互の振動は、反射材１１
２にて反射するレーザビームを出口ポート１０２を通過
して外向きの光路１１６に沿って、走査パターンが横切
る範囲の基準面Ｐ上でのなるべくヘッド１００の外側に
位置する記号に向けさせる。記号から反射されるレーザ
ビームの一部は同じ出口ポート１０２を通り復路１１８
に沿って反射材１１２に戻り、反射材１１２はレーザビ
ームを別のフレキシブルで細長いマルチモードの光ファ
イバー１２１の入射端１２０に入射させ、光ファイバー
１２１は反射光をヘッド１００から光検出器４４に送
る。光検出器はその視野上の反射光の可変強度を検出
し、検出された可変光強度を表示するアナログ信号を生
じさせる。アナログ信号は計数化され、上述したように
デコーダ５２およびマイクロプロセッサ制御回路網５３
において解読させる。読み取られる記号を説明するデー
タを含む出力解読された記号は、システムの構成に応じ
て、マルチワイヤー・プラグイン・ケーブルコネクタ５
４によりディスプレイまたはホストコンピュータに出力
される。

【００４６】ヘッド１００のためのボールとソケットの
接合は、モジュールあるいはハウジング１０６に対して
３本の軸のまわりで出口ポートの３６０゜の調整を可能
にする。調整は無限に可変であって、つまり連続してお
り、摩擦によりヘッド１００をいかなる調整済みの位置
にも留まらせることができる。光路１１６に沿った外向
きのレーザビーム移動および／あるいは光路１１８に沿
った反射光の戻りがこうして操作される。この可転性が
右利きおよび左利きのオペレータのいずれにも適合させ
ることができ、デスクトップ・ワークステーションでの
使用できる範囲を広げることができる。

【００４７】次に本発明の第５実施例を図８を参照して
説明する。図８において、図７記されている部品と同様
の部品には同じ符号を付してある。本実施例が第４実施
例と異なる点は光源がレーザダイオードではなく、走査
ヘッド１１０に取り付けられた発光ダイオード（ＬＥ
Ｄ）発光体１２２である。発光体１２２はモジュールあ
るいはハウジング１０６にヘッド１００から離れた場所
に位置するドライバー１２４によって駆動される。発光
体１２２は出口ポート１０２を通して光を外向きの光路
１１６に沿って放射し、基準面Ｐにおける記号全体を均
一に照射する。

【００４８】出口ポート１０２を通り復路１１８に沿っ
てヘッド１００に戻る反射光は、発光体の中の中央アパ
ーチャ１２６を通り、反射光を電荷結合素子（ＣＣＤ）
アレイ１３０に集束させる作用をする焦点レンズ１２８
に達する。アレイ１３０は、モジュールあるいはハウジ
ング１０６に取り付けられ離れた場所にある従来のＣＣ
Ｄ走査自動制御装置１３２に電気的に接続される。自動
制御装置はアレイ・エレメントを逐次活性化させ、それ
によって視野上の記号を走査する。アレイ１３０走査さ
れた記号を表示するアナログ信号を発生させる。これら
のアナログ信号は計数化され、マイクロプロセッサ５３
制御下で信号処理デコーダ５２において解読される。デ
コーダ５２はコネクタ５４から出力データ信号を発生さ
せる。

【００４９】ここで図７の態様においては、レーザダイ
オード３２により放射されるレーザビームおよび光検出
器４４の視野は共に空間において選択された位置に向け
られる。図８の態様では、発光体１２２からの光とアレ
イ１３０の視野は空間において所望の方位に向けられ
る。様々な構成において、上記のすべての構成部材、例
えば光源、走査構成部材およびセンサはすべて走査ヘッ
ドに取り付けることができ、それによって特にコンパク
トで可転性のあるシステムを提供できる。

【００５０】前記要素のそれぞれ、もしくは２つかそれ
以上を一緒にして、上述したタイプとは異なる構造の他
のタイプでの応用にも有用であることが理解されるであ
ろう。本発明は３本の互いに直交する軸のまわりで調整
可能な走査ビームおよび／あるいは視野を持つバーコー
ドスキャナにおいて具体化されたものとして説明してき
たが、本発明の思想から逸脱することなく、多くの修正
および構造上の変更が可能であることはいうまでもな
い。

【００５１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば以
下に述べる効果を奏する。 １．互いに直交する３本の軸のまわりで少なくとも光源
およびからの光または光検出器の視野を調整可能に走査
できるので、スキャナワークステーションにおけるカウ
ンタの有効スペースを増やすことができる。

【００５２】２．出口ポートを備えた走査ヘッドを走査
モジュール上にその出口ポートの走査窓方向を調整可能
になるように取り付けたので、右利きおよび左利きのオ
ペーレータに対して適用できる。 ３．出口ポートを備えた可動部分を固定部分上にその出
口ポートの走査窓方向を調整可能になるように取り付け
る取り付け手段を光走査システムにおける装置に設けた
ので、右利きおよび左利きのオペーレータに対して適用
できる。

【００５３】４．出口ポートを備え、その出口ポートを
互いに直交する３本の軸のまわりで可動にし、光の方向
を調整可能とする光方向付け手段を手持ち走査ユニット
に備えたので、右利きおよび左利きのオペーレータに対
して適用できる。 ５．視野を互いに直交する３本の軸のまわりで調整可能
とする視野方向付け手段を手持ち式走査ユニットに取り
付けたので、右利きおよび左利きのオペーレータに対し
て適用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１（Ａ）はしるしを読むための手持ち式光走
査装置の一部断面の側面図であり、図１（Ｂ）は（Ａ）
の正面図である。

【図２】図２は図１の手持ち式光走査装置の前方透過斜
視図である。

【図３】図３は別の光走査装置の一部側断面図である。

【図４】図４は本発明の第１実施例の手持ち式光走査装
置の一部表面を取り除いた斜視図である。

【図５】図５は本発明の第２実施例の手持ち旋回式光走
査装置の斜視図である。

【図６】図６は本発明の第３実施例の光走査装置の断面
平面図である。

【図７】図７は本発明の第４実施例の光走査装置の概念
図である。

【図８】図８は本発明の第５実施例の光走査装置の概念
図である。

【符号の説明】

１０ スキャナ １２ 手持ち式ハウジング １４ ベース １６ ハウジングの上半分 １８ ハウジングの下半分 ２０ 走査モータ ２２ 出力軸 ２４ 制御回路網 ２６ Ｕ字形支持体 ２８ サブアセンブリ ３０ チューブ ３２ レーザダイオード ３４ 鏡筒 ３６ 焦点合わせレンズ ３７ コイルばね ３８ 開口絞り ４０ 走査窓 ４４ 光検出器 ４６，４８，５０ プリント回路基板 ５２ 信号処理回路網 ５３ マイクロプロセッサ制御回路網 ５４ マルチワイヤー・プラグイン・コネクタ ５５ ディスプレイ ５６ キーボード ５８ バッテリパック ６０ 引き金 ６２ 引き金スイッチ ６４ Ｕ字形支持体の一方の脚 ６６ Ｕ字形支持体の他方の脚 ６８，７０ コイル状引っ張りワイヤ群 ７２ 集光レンズ ７４ 光学軸 １００ 走査ヘッド １０２ 出口ポート １０４ ソケット １０６ 走査モジュール １０８ 光ファイバー １１０ 出射端 １１２ 光反射部材１１４ 台 １１６ 光路 １２０ 入射端 １２１ 光ファイバー １２２ 発光ダイオード（ＬＥＤ）発光体 １２６ 中央アパーチャ １２８ 焦点レンズ １３０ 電荷結合素子（ＣＣＤ）アレイ １３２ ＣＣＤ走査自動制御装置 ２１０ ハウジング ２１２ ディスプレイ ２１４ キーボード ２１６ 壁 ２１８ ネジ ２２０ フード ２２２ 反射ミラー ２２４ 走査窓 ２２６ ハウジング ２２８ 上壁 ２３０ フード ２３２ 走査窓 ２３４ ツマミ ２３６ フック ３７６光指示エレメント

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ボリス メトリツキー アメリカ合衆国 ニューヨーク州 11790 ストーニー ブルック アコーン レー ン 23 (72)発明者 マーク クリシューバー アメリカ合衆国 ニューヨーク州 11788 ハウポージュ カールトン レーン 26

Claims (29)

【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しるしを読
   み取るための電気光学システムの走査モジュールにおい
   て、出口ポートを備えた走査ヘッドと、前記出口ポート
   を通り外向きの光路に沿って前記しるしに向けて光を放
   射する手段と、前記しるしから反射される可変強度の光
   の少なくとも一部を視野で検出する光検出手段と、前記
   しるし上の光の少なくとも一部および前記視野を走査す
   る走査手段と、前記走査モジュール上に前記走査ヘッド
   を互いに直交する２本の軸のまわりで調整可能に取り付
   ける手段とを有することを特徴とする走査モジュール。
2. 【請求項２】請求項１記載の走査モジュールにおいて、
   前記走査ヘッドは球形状であって、前記取り付け手段は
   前記走査ヘッドを受け入れるソケットであって、前記走
   査ヘッドを互いに直交する３本の軸のまわりで調整可能
   とすることを特徴とする走査モジュール。
3. 【請求項３】請求項１記載の走査モジュールにおいて、
   前記走査ヘッドに光反射部材が取り付けられることを特
   徴とする走査モジュール。
4. 【請求項４】請求項３記載の走査モジュールにおいて、
   前記放射手段は前記走査手段から離れた場所に位置する
   光源であることを特徴とする走査モジュール。
5. 【請求項５】請求項４記載の走査モジュールにおいて、
   前記放射手段は前記走査ヘッドから離れた場所に位置す
   る光源と、前記光源からの光を前記走査ヘッドに伝送す
   る第１の光ファイバーとから成ることを特徴とする走査
   モジュール。
6. 【請求項６】請求項５記載の走査モジュールにおいて、
   前記光検出手段は前記走査ヘッドから離れた場所に位置
   する光検出器と、前記走査ヘッドからの反射光を前記光
   検出器に伝送する第２の光ファイバーとから成ることを
   特徴とする走査モジュール。
7. 【請求項７】請求項１記載の走査モジュールにおいて、
   前記走査手段は前記走査ヘッドに取り付けられることを
   特徴とする走査モジュール。
8. 【請求項８】請求項７記載の走査モジュールにおいて、
   前記放射手段は前記走査ヘッドに取り付けられる光源を
   含み、前記走査手段は電荷結合素子アレイおよび反射光
   を前記アレイに集束させるための手段とから成ることを
   特徴とする走査モジュール。
9. 【請求項９】異なる光反射率の部分を有するしるしを読
   み取るための光走査システムにおける装置において、固
   定部分と前記出口ポートで形成される可動部分とを有す
   るハウジングと、前記出口ポートを通り、前記しるしに
   向けて光を放射する放射手段と、前記しるしから反射さ
   れる可変強度を有する光の少なくとも一部を前記視野で
   検出し検出された光強度を表示する電気信号を発生させ
   るために作用する光検出手段と、前記光の少なくとも一
   部および前記視野を走査する走査手段と、前記可動部分
   を前記固定部分に対し互いに直交する２本の軸のまわり
   で可動に取り付ける取り付け手段と、前記光の少なくと
   も一部および前記視野を調整可能にその方向を向ける方
   向付け手段とから成ることを特徴とする装置。
10. 【請求項１０】請求項９記載の装置において、前記可動
    部分は球形状であって、前記取り付け手段は前記可動部
    分を受け入れるソケットであって、前記可動部分を互い
    に直交する３本の軸のまわりで調整可能とすることを特
    徴とする装置。
11. 【請求項１１】請求項９記載の装置において、前記可動
    部分は光反射部材を含むことを特徴とする装置。
12. 【請求項１２】請求項１１記載の装置において、前記方
    向付け手段は前記可動部分を含むことを特徴とする装
    置。
13. 【請求項１３】請求項１２記載の装置において、前記放
    射手段は前記可動部分から離れた場所に位置する光源
    と、前記光源からの光を前記可動部分に伝送する第３の
    光ファイバーから成ることを特徴とする装置。
14. 【請求項１４】請求項１２記載の装置において、前記光
    検出手段は前記可動部分から離れた場所に位置する光検
    出器と、前記可動部分からの反射光を前記光検出器に伝
    送する第４の光ファイバーとから成ることを特徴とする
    装置。
15. 【請求項１５】請求項９記載の装置において、前記走査
    手段は前記可動部分に取り付けられることを特徴とする
    装置。
16. 【請求項１６】請求項１５記載の装置において、前記放
    射手段は可動部分に取り付けられる光源を含み、前記走
    査手段は電気結合素子アレイおよび反射光を前記アレイ
    に集束させるための手段とから成ることを特徴とする装
    置。
17. 【請求項１７】請求項９記載の装置において、前記ハウ
    ジングは、その固定部分にキーボードおよびディスプレ
    イを備えた手持ち式の端末であることを特徴とする装
    置。
18. 【請求項１８】バーコード記号等を読むためのシステム
    であって、光を前記バーコード記号に照射し前記バーコ
    ード記号からの反射光を受光し前記バーコード記号が有
    する情報に対応する電気信号を発生させる記号検出手段
    と、前記記号検出手段を起動させ前記バーコード記号の
    読取りを開始させる読取り制御手段を備える手持ち式走
    査ユニットであることを特徴とするシステム。
19. 【請求項１９】請求項１８記載のシステムであって、前
    記記号検出手段からの光を受ける光反射部材および光方
    向付けユニットと共に可動な出口ポートを有し、互いに
    直交する３本の軸のまわりで可動であって調整可能に光
    を向けさせる光方向付け手段を前記走査ユニットに備え
    ることを特徴とするシステム。
20. 【請求項２０】請求項１９記載のシステムであって、前
    記記号検出手段は前記バーコード記号の少なくとも一部
    に対し光を繰り返し走査する走査手段を有することを特
    徴とするシステム。
21. 【請求項２１】請求項２０記載のシステムであって、前
    記記号検出手段は前記バーコード記号から反射される可
    変強度の光の少なくとも一部を検出するための光検出手
    段を有することを特徴とするシステム。
22. 【請求項２２】バーコード記号を読み取るシステムであ
    って、光を視野内のバーコード記号に照射し前記バーコ
    ード記号からの反射光を受光し前記バーコード記号が有
    する情報に対応する電気信号を発生させる記号検出手段
    と、前記記号検出手段を起動させ前記バーコード記号の
    読取りを開始させる読取り制御手段を備える手持ち式走
    査ユニットであることを特徴とするシステム。
23. 【請求項２３】請求項２２記載のシステムであって、前
    記バーコード記号からの反射光を集束する手段と視野方
    向付けユニットと共に可動な出口ポートとを有し、視野
    方向付けユニット内で互いに直交する３本の軸のまわり
    で可動であって視野を調整可能にする視野方向付け手段
    を前記走査ユニットに取り付けることを特徴とするシス
    テム。
24. 【請求項２４】ハウジングの可動部分に位置する出口ポ
    ートからバーコード記号に向けて光が放射されるバーコ
    ード読取り装置において、互いに直交する３本の軸のま
    わりで前記可動部分を変位させることにより、前記ハウ
    ジングに対して少なくとも一部の光の方向および視野を
    変位させる手段を備えたことを特徴とするバーコード読
    取り装置。
25. 【請求項２５】光走査システムにおける、異なる光反射
    率の部分を有するしるしを読み取る読取り方法であっ
    て、固定部分と出口ポートを有する可動部分とを具備す
    るハウジングを形成し、光を発生させ出口ポートを通り
    光路に沿って前記しるしに向けさせ、前記しるしから反
    射される可変強度の光の少なくとも一部を検出し検出さ
    れた光強度に対応する信号を発生させ、前記光の少なく
    とも一部および視野を走査し、固定部分に対して一組の
    互いに直交する軸のまわりに前記出口ポートを動かし、
    前記出口ポートをハウジング上の所望の位置に設置する
    ことを特徴とする読取り方法。
26. 【請求項２６】請求項２５記載の読取り方法において、
    互いに直交する３本の軸のまわりで前記出口ポートを変
    位させることにより移動ステップを達成することを特徴
    とする読取り方法。
27. 【請求項２７】請求項２６記載の読取り方法において、
    前記可動部分を球形の走査ヘッドとして形成し、前記固
    定部分を前記走査ヘッドを支持するソケットとして形成
    することにより、形成ステップを達成することを特徴と
    する読取り方法。
28. 【請求項２８】請求項２６記載の読取り方法において、
    前記可動部分をそれぞれの軸のまわりで３６０゜回転さ
    せることにより、位置決めステップを達成することを特
    徴とする読取り方法。
29. 【請求項２９】請求項２６記載の読取り方法において、
    前記ハウジング上に情報を表示するディスプレイと、前
    記ハウジング上に情報を入力するキーボードとを設ける
    ことを特徴とする読取り方法。