JPH09282406A - Optical scanner - Google Patents

Optical scanner

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Publication number
JPH09282406A
JPH09282406A JP8086955A JP8695596A JPH09282406A JP H09282406 A JPH09282406 A JP H09282406A JP 8086955 A JP8086955 A JP 8086955A JP 8695596 A JP8695596 A JP 8695596A JP H09282406 A JPH09282406 A JP H09282406A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
scanning device
optical
mounting bracket
mounting
optical element
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP8086955A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Jiyorudaano Jiyosefu
ジョルダーノ ジョセフ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Optical Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Olympus Optical Co Ltd filed Critical Olympus Optical Co Ltd
Priority to JP8086955A priority Critical patent/JPH09282406A/en
Publication of JPH09282406A publication Critical patent/JPH09282406A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a reliable and inexpensive device equipped with two-dimensional scanning by fixing an optical element to a bracket arranged so as to vibrate by a comparatively low frequency by a wire with comparatively high elasticity. SOLUTION: A mirror 10 and steel wire springs 12 and 13 are fixed to a bracket 11. A bracket 14 is fixed to a bracket 15 by steel wire springs 16 and 17. In order to vibrate the whole unit, wire springs 19 and 20 are arranged. An electromagnetic coil 21 is periodically attracted by the corner of the bracket 11 and gives vibrating force 22 moving the mirror 10. Scanning in an X direction is comparatively fast due to the characteristic of the springs of comparatively high elasticity 12, 13, 16 and 17 and the characteristic of the mirror 10 and the mass of the brackets 11 and 14. On the other hand, scanning in a Y direction is comparatively slow due to the combination of the characteristic of the brackets 11, 14 and 15, the springs 19 and 20 and the mirror 10.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】一般的に、本発明は、例え
ば、バー・コード読み取り装置のような光学スキャナと
して使用するための光学的走査装置に関する。
FIELD OF THE INVENTION In general, the present invention relates to optical scanning devices for use as optical scanners, such as bar code readers.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般的な光学スキャナ(例えば、バー・
コード読み取り装置)は、光源と、好ましくはレーザ光
源と、該レーザ・ビームを読み取られる記号(例えば、
バー・コード記号)に差し向けるための手段とを有す
る。この記号への光路上で、レーザ・ビームは、一般的
に、走査である光反射ミラーに導かれ、そこで反射す
る。 走査要素は、ミラーに振動を与えることにより、
レーザ・ビームは、記号での走査が繰り返されることに
なる。記号で反射された光は、スキャナによって集めら
れ、光ダイオードのような光検出器によって検出され
る。復調回路および/またはマイクロプロッセサのアル
ゴリズムが、反射光に基づき復調される。その結果、該
バー・コード記号によってあらわされる該データが回復
される。
2. Description of the Related Art A general optical scanner (for example, a bar
The code reader comprises a light source, preferably a laser light source, and a symbol (eg,
Bar code symbol). On the optical path to this symbol, the laser beam is directed to and reflected at a light reflecting mirror, which is typically a scan. The scanning element, by vibrating the mirror,
The laser beam will be repeatedly scanned in symbols. The light reflected by the symbol is collected by a scanner and detected by a photodetector such as a photodiode. The demodulation circuit and / or the algorithm of the microprocessor is demodulated based on the reflected light. As a result, the data represented by the bar code symbol is recovered.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】2次元として知られる
スキャナ、すなわち2Dスキャナの機種において、走査
は読み取られる記号を光ビームが横切るように2次元的
にトレースする。好ましいパターンは、使用するスキャ
ナと記号との性質に依存するが、リサージュ図形とレー
ザ・パターンとがその典型的な例である。
In the type of scanner known as two-dimensional, or 2D scanner, scanning involves two-dimensional tracing of a light beam across the symbol being read. The preferred pattern depends on the nature of the scanner and symbol used, but Lissajous figures and laser patterns are typical examples.

【0004】一般的に、2次元走査パターンは、ミラー
を垂直な2方向に振動させるように、ミラーが取付けら
れる。従来では、X方向と、Y方向とに振動を生成する
ための分離駆動機構が必要であったが、最近の走査装置
は、単一信号磁気コイルを使用して2次元的な動作がで
きるように工夫されている。米国特許第5,168,1
49号および第5,280,165号に、その例が示さ
れている。これらは、本発明の譲受人に譲り受けられ、
ここで、リファレンスとして組み込まれている。
Generally, in a two-dimensional scanning pattern, the mirror is mounted so that it vibrates in two vertical directions. In the past, a separate drive mechanism was required to generate vibration in the X and Y directions, but modern scanning devices use a single signal magnetic coil to enable two-dimensional operation. Has been devised. US Pat. No. 5,168,1
Examples are given in No. 49 and No. 5,280,165. These are assigned to the assignee of the present invention,
It is incorporated here as a reference.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明は、2次元走査を
具備する信頼性のある廉価な装置を提供することを目的
とする。さらに、本発明は、X方向の走査の周期が、Y
方向の走査の周期と大きく異なってよい装置を提供する
ことを目的とする。また、本発明は、光学的要素のねじ
れ振動を使用して、走査を実施する符号読取り装置を提
供することを目的とする。 本発明の以下に説明する詳
細な説明より、本発明の他の目的、利点および新規な特
徴が当業者にとって明瞭になるであろう。本発明は、以
下の好ましい実施形態として説明してはいるが、本発明
は、これに限定されるものではない。 この明細書中の
教示に接する当業者は、ここで開示され、請求された本
発明の範囲内にあって、それらに関して本発明が非常に
有効でありうる他の分野における他のアプリケーショ
ン、変形例および実施形態を認識するであろう。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention seeks to provide a reliable and inexpensive device with two-dimensional scanning. Further, in the present invention, the scanning cycle in the X direction is Y
It is an object of the present invention to provide a device that can be significantly different from the scanning period in the direction. It is also an object of the present invention to provide a code reader for performing scanning using torsional vibrations of optical elements. From the following detailed description of the invention, other objects, advantages and novel features of the invention will be apparent to those skilled in the art. Although the present invention has been described as the following preferred embodiments, the present invention is not limited thereto. A person of ordinary skill in the art who has the benefit of the teachings herein is within the scope of the invention as disclosed and claimed herein, in respect of which other applications and variations in other fields in which the invention may be highly effective. And will recognize embodiments.

【0006】本発明にしたがって、光の反射率が異なる
部分を有する符号を読み取るためのスキャナを使用する
ための光学走査装置が提供されている。本発明の装置
は、以下の要件で構成される。 (1)光反射率の異なる部分からなる符号を読み取るた
めのものであって、以下の構成からなることを特徴とす
る光学的走査装置。 a) 光学的要素。 b) 前記光学的要素が比較的高い弾性率を有する第
1、第2のワイヤによって取付けられており、前記光学
的要素が、前記第1、第2のワイヤの弾性的な動きによ
って振動するとき、比較的低い慣性モーメントを有する
ようにしたマウンティング・ブラケット。 c)振動に対して、比較的高い弾性を有する第3、第4
のワイヤによって前記マウンテン・ブラケットが取付け
られるものであり、前記第3、第4のワイヤの弾性的変
位により振動するとき、前記光学要素と前記マウンティ
ン・ブラケットと前記第1、第2のワイヤとが共に比較
的高い慣性モーメントを有するようにした固定フレー
ム。 d)前記フレームに関して比較的低い周波数で振動する
ように配された前記マウンティン・ブラケットに関する
前記光学要素を比較的高い周波数で、振動するように配
置された駆動手段。 (2) 光学的走査装置は以下の構成からなることを特
徴とする。 a) 光学的要素。 b)マウンティンク・ブラケット。前記光学的要素とマ
ウンティン・ブラケット間に配された第1,第2のワイ
ヤによってマウンティング・ブラケットに関する捩じれ
振動のために前記光学要素は取付けられるものであり、
前記光学要素は前記第1、第2のワイヤの弾性変位によ
って振動するとき、比較的低い慣性モーメントを有す
る。 c)振動に対して、比較的高い弾性を有し第3、第4の
ワイヤによって前記マウンテン・ブラケットが取付けら
れるものであり、前記第3、第4のワイヤの捩じれ弾性
変位により振動するとき、前記光学要素と前記マウンテ
ィン・ブラケットと前記第1、第2のワイヤとが共に比
較的高い慣性モーメントを有するようにした固定フレー
ム。 d)前記フレームに関して比較的低い周波数で振動する
ように配された前記マウンティン・ブラケットに関する
前記光学要素を比較的高い周波数で、同時に振動するよ
うに配置された駆動手段。 (3)光学的走査装置は以下の構成からなる。 a)フレーム。 b)所定の慣性モーメントを有する走査部材。 c)第1の細長い要素に沿って延在する第1の軸の周り
に前記フレームに関する振動を生じさせように前記フレ
ームに前記走査部材を取付けるようにした第1の細長状
取付要素。 d)前記走査部材は前記走査部材の所定の慣性モーメン
トとは異なる慣性モーメントと光反射部材とを有する光
反射副部材とを含んでいる。 e)前記第1の軸にほぼ直角で、前記第2の細長状要素
に沿って延在する第2の軸の周りで前記走査部材に振動
を与えるための前記光副反射部材を取付けるための第2
の細長状取付要素。 f)前記異なる慣性モーメントに基づき前記第1と第2
の各軸の周りで、第1と第2の周波数で前記反射部材を
同時に振動させるために前記走査部材に結合するように
した共通の駆動装置。
In accordance with the present invention, there is provided an optical scanning device for using a scanner to read a code having portions of different light reflectance. The device of the present invention comprises the following requirements. (1) An optical scanning device for reading a code composed of portions having different light reflectances, and having the following configuration. a) Optical element. b) When the optical element is attached by first and second wires having a relatively high elastic modulus, and the optical element vibrates due to elastic movement of the first and second wires. , Mounting bracket with relatively low moment of inertia. c) Third and fourth having relatively high elasticity against vibration
Wire is attached to the mountain bracket, and when vibrating due to elastic displacement of the third and fourth wires, the optical element, the mounting bracket, and the first and second wires are A fixed frame that has a relatively high moment of inertia. d) Driving means arranged to vibrate at a relatively high frequency the optical element for the mounting bracket arranged to vibrate at a relatively low frequency with respect to the frame. (2) The optical scanning device is characterized by having the following configuration. a) Optical element. b) Mounting bracket. The optical element is attached for torsional vibrations with respect to the mounting bracket by first and second wires disposed between the optical element and the mounting bracket,
The optical element has a relatively low moment of inertia when vibrating due to the elastic displacement of the first and second wires. c) The mountain bracket is attached to the mountain bracket by third and fourth wires, which have relatively high elasticity against vibration, and when vibrating due to torsional elastic displacement of the third and fourth wires, A fixed frame in which the optical element, the mounting bracket, and the first and second wires have a relatively high moment of inertia. d) Driving means arranged to simultaneously vibrate the optical element of the mounting bracket arranged to vibrate at a relatively low frequency with respect to the frame at a relatively high frequency. (3) The optical scanning device has the following configuration. a) Frame. b) A scanning member having a predetermined moment of inertia. c) A first elongate mounting element adapted to mount the scanning member to the frame to create vibrations about the frame about a first axis extending along the first elongated element. d) The scanning member includes a light reflecting sub-member having a moment of inertia different from a predetermined moment of inertia of the scanning member and a light reflecting member. e) for mounting the light sub-reflecting member for vibrating the scanning member about a second axis that is substantially perpendicular to the first axis and extends along the second elongate element. Second
Slender mounting element. f) Based on the different moments of inertia, the first and second
A common drive unit adapted to couple to the scanning member to simultaneously vibrate the reflective member at first and second frequencies about each of the axes.

【0007】[0007]

【発明の実施の形態】図1から、一般的に、100は、
バレル120とハンドル140とを有するハンド・ヘル
ド型銃形状スキャナ・ヘッドを表している。このヘッド
100は、箱型等の適切なデザインならば何でも使用し
てよいので、必ずしも銃形状である必要性はない。手動
により操作可能なトリガ160は、ハンドル140の手
前の部分の上にバレル120が配置されている。上記特
許と、ここでリファレンスとして具備されるアプリケー
ションとからわかるように、典型的な光源部品であるレ
ーザがヘッド100の内部に組み込まれている。但し、
必ずしもレーザを光源とする必要性はない。読み取られ
るバー・コードのような符号に面したウインドウ180
を突き抜けるように配された光路に沿って、光源からの
光ビームが放射されるようになっている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION From FIG. 1, generally, 100 is
2 illustrates a handheld gun-shaped scanner head having a barrel 120 and a handle 140. The head 100 need not necessarily be gun-shaped, as any suitable design, such as box-shaped, may be used. The manually operable trigger 160 has the barrel 120 located above the front portion of the handle 140. As can be seen from the above patent and the application provided here as a reference, a typical light source component, a laser, is incorporated inside the head 100. However,
It is not always necessary to use a laser as a light source. A window 180 facing a code such as a bar code to be read
A light beam from a light source is emitted along an optical path that is arranged so as to penetrate through.

【0008】スキャナ部品は、ヘッド100内に取付け
られ、記号および/または光検出器の視野の走査を操作
できる。このスキャナ部品は、伝送路および/または復
路内に配置された光反射器を少なくとも1つ含む。この
光反射器は、好ましくは、スキャナ部品と共振する周波
数で、他の周辺方向に、振動するために、電動操作駆動
によって駆動する。
The scanner component is mounted within the head 100 and is capable of manipulating the scanning of the symbol and / or photodetector field of view. The scanner component includes at least one light reflector located in the transmission path and / or the return path. The light reflector is preferably driven by a motorized drive to vibrate in other peripheral directions at a frequency that resonates with the scanner component.

【0009】光検出器は、反射光のいろいろな輝度を示
す電気アナログ信号を生成する。このアナログ信号は、
A/D変換回路によって、デジタル信号に変換される。
このデジタル信号は、第1の実施例にしたがって、ヘッ
ド100の外部に配置された復号モジュール220に、
電気ケーブル200に沿って、誘電される。ここで、復
号モジュール220は、デジタル信号を、記号の表示デ
ータに復号する。通常コンピュータである外部ホスト装
置240は、この復号モジュール220によって生成さ
れ、連続処理のために記憶されるデータを記憶するため
の装置として、主に使用される。
The photodetector produces an electrical analog signal indicative of the various intensities of the reflected light. This analog signal is
It is converted into a digital signal by the A / D conversion circuit.
This digital signal is transmitted to the decoding module 220 arranged outside the head 100 according to the first embodiment.
Dielectric along the electrical cable 200. Here, the decoding module 220 decodes the digital signal into symbol display data. The external host device 240, which is usually a computer, is mainly used as a device for storing data generated by the decryption module 220 and stored for continuous processing.

【0010】ユーザーは、記号の読取りを開始するため
に、ヘッドを記号に照準し、トリガ160を引く。この
トリガ160は、駆動手段を作動する電気的なスイッチ
である。記号は、1秒間に複数回、例えば1秒間に40
回、繰返し走査される。記号がうまく復号され、読み取
られるやいなや、走査は自動的に終了し、その後、スキ
ャナは次に読み取られる記号に導びかれる。
The user aims the head at the symbol and pulls the trigger 160 to begin reading the symbol. The trigger 160 is an electric switch that operates the driving means. The symbol is multiple times per second, for example 40 per second.
It is repeatedly scanned once. As soon as the symbol has been successfully decoded and read, the scan is automatically terminated, after which the scanner leads to the next symbol to be read.

【0011】さらに加えて、本発明は、ヘッドが携帯用
ハンドヘルド型である必要はなく、固定がたであっても
よい。さらに、ヘッドは、トリガで手動で操作されても
よいし、電源への直接接続によって連続操作されてもよ
い。振動は、ほんの1秒程度である。マルチ振動では、
汚れたプリントた記号を、高確率でうまく復号する。該
同調反射器は、システムの安全性を向上させるため、予
測され、知られた、一般的に均一な角速度が、予め決定
されている。図2は、本発明にしたがうバー・コード読
み取り装置のスキャナ部品の実施形態の略図である。こ
の図は、実践的な実施形態を図解するのではなく、本発
明の基本概念を示している。図2に示すように、第1の
マウンティング・ブラケット11への振動のために、ミ
ラー10のような光学的要素が取付けられている。ま
た、高いテンソルのスチール・ワイヤからなる第1、第
2のワイヤ12,13のようなスプリングによる第2の
マウンティン14上での振動のために、第1のマウンテ
ィング・ブラケット11が取付けられている。スプリン
グ12,13は、ミラー10を、第2のブラケット14
に関する第1の方向(X方向)に振動させる。
Furthermore, in the present invention, the head need not be a portable handheld type, but may be fixed. Furthermore, the head may be manually operated with a trigger or continuously operated by a direct connection to a power source. The vibration is only about 1 second. With multi-vibration,
It has a high probability of successfully decoding dirty printed symbols. The tuned reflector has a predetermined, known, generally uniform angular velocity that is predetermined to improve system safety. FIG. 2 is a schematic diagram of an embodiment of a scanner component of a bar code reader according to the present invention. This diagram does not illustrate practical embodiments, but illustrates the basic idea of the invention. As shown in FIG. 2, an optical element such as a mirror 10 is mounted for vibration on the first mounting bracket 11. Also, the first mounting bracket 11 is mounted for vibration on the second mounting 14 by springs, such as first and second wires 12, 13 of high tensor steel wire. . The springs 12 and 13 connect the mirror 10 to the second bracket 14
Vibrates in a first direction (X direction).

【0012】第2のブラケット14は、x方向に鋼鉄ワ
イヤスプリング16,17によってマウンティン・ブラ
ケット15に、順次取り付けられている。ミラー10
と、スプリング12,13,16および17と、第1、
第2のブラケット14,15を具備するユニット全体を
第2の方向(Y方向)に振動させるために、ワイヤ・ス
プリング19,20の第3のグループが配置されてい
る。駆動装置21は、スプリングのそれぞれを変位さ
せ、X−Y方向での走査の光ビームの振れを生成するた
めの光学的要素を動かす振動力22を与える。
The second bracket 14 is sequentially attached to the mounting bracket 15 by steel wire springs 16 and 17 in the x direction. Mirror 10
And springs 12, 13, 16 and 17, and the first,
A third group of wire springs 19, 20 is arranged to oscillate the entire unit with the second brackets 14, 15 in the second direction (Y direction). The drive device 21 provides an oscillating force 22 which displaces each of the springs and moves an optical element for producing a deflection of the scanning light beam in the XY directions.

【0013】本発明の他とは最も異なる特徴の1つは、
ブラケット11,14および15が平坦なことである。
これらの要素は、全て一般的に正方形で、同じ面内に配
置される。比較的弾性率が高いスプリング12,13,
16および17の特性と、ミラー10とブラケット1
1,14との質量の特性によって、X方向への走査は、
比較的速い。一方、第1、第2および第3のブラケット
と、スプリングと、ミラーとの質量の特性の組合せによ
って、Y方向への走査は、比較的遅い。ここで、ミラー
の質量は、比較的大きい。
One of the most different features of the present invention is
The brackets 11, 14 and 15 are flat.
All these elements are generally square and are arranged in the same plane. Springs 12, 13, which have a relatively high elastic modulus,
16 and 17 characteristics, mirror 10 and bracket 1
Due to the mass characteristics of 1,14, the scanning in the X direction is
Relatively fast. On the other hand, scanning in the Y direction is relatively slow due to the combination of mass characteristics of the first, second and third brackets, the spring and the mirror. Here, the mass of the mirror is relatively large.

【0014】駆動力22は、2つに分離された振動信号
の重なり合う位置と、X方向の振動を促す高い周波数の
信号と、Y方向の振動を促す低い周波数の信号とを含ん
でよい。上記説明から、Y方向の振動の周波数は、スプ
リング19,20の弾性率と、Y方向に動く質量(この
場合、ブラケット11,14および15と、スプリング
と、ミラーとの質量の組合せ)の総計とに依存するのが
わかる。X方向の振動の周波数は、スプリング12,1
3,16および17の長さと直径と弾性率と、ミラー1
0とブラケット11,14とを含むX方向に動く質量と
に依存する。
The driving force 22 may include an overlapping position of the vibration signals separated into two, a high-frequency signal for promoting vibration in the X direction, and a low-frequency signal for promoting vibration in the Y direction. From the above description, the frequency of vibration in the Y direction is the sum of the elastic moduli of the springs 19 and 20 and the masses that move in the Y direction (in this case, the combination of the brackets 11, 14 and 15, the mass of the spring and the mirror). You can see that it depends on and. The frequency of vibration in the X direction is
3, 16 and 17 length, diameter and modulus, and mirror 1
0 and the mass moving in the X direction including the brackets 11 and 14.

【0015】特に厳密にいえば、X,Y走査の周波数
は、質量ではなく慣性モーメントに依存することが熟練
者により理解されるであろう。並進運動と同様にスプリ
ングが可とうするとき、回転のある要素があれば、装置
の実際の力学的特性は、上記より多少複雑となる。しか
しながら、その一般的な原理は応用でき、かつそれは、
X,Y方向の振動の要求を満たす関連質量と、長さと、
直径と、弾性率とを選択する分野の技術者の技術を楽に
する。
It will be appreciated by those skilled in the art that, more specifically, the frequency of the X, Y scan depends on the moment of inertia rather than the mass. The actual mechanical characteristics of the device are somewhat more complicated than the above, if there is a rotating element when the spring is flexible as in translation. However, the general principle is applicable, and it
The associated mass and length to meet the requirements for vibration in the X and Y directions,
It eases the skill of technicians in the field of choosing diameter and modulus.

【0016】図3に、2軸走査パターン装置の特定な実
施形態を示す。ここで、走査部品は、例えば、ブラケッ
ト11上に固定されて取り付けられている該光反射器や
該ミラー10である。電磁コイル21は、シャシ18
に、固定して取り付けられている。電気的な入力は、該
コイル27へのエネルギー信号を供給する。あるアプリ
ケーションにおいて、ラスター式走査パターンで符号を
走査することが望まれる。ラスター式走査パターンにお
いて、所望の走査領域を均一にカバーするために、連続
なほぼ水平でほぼ平行な多数の走査線が、上部から下部
へと生成される。ラスター式走査パターンを得るため
に、互いに垂直な面を振動するミラーが配置されてい
る。図2に示されるように、該ミラーは第1と第2の走
査端部の間の第1、第2の交互の回転方向の角振動のた
めに、ミラーが、該保持手段のこの装置によって取り付
けられている。加えて、これらの形状と位置とにしたが
って、内部スプリング16,17および12,13は、
一般的に約200〜800Hzの高周波数領域で振動す
る。一方、外側のスプリング19,20は、一般的に約
5〜100Hzの低周波数領域で振動する。これらの周
波数が、それぞれ280Hzと20Hzとであることが
好ましい。該記号を走査するのに必要な振動の振幅は、
該記号のサイズと依存し、該ブラケット11,14およ
び15の面に関し、一般的に、少なくとも5〜15度で
ある。
FIG. 3 shows a particular embodiment of a biaxial scan pattern device. Here, the scanning component is, for example, the light reflector or the mirror 10 fixedly mounted on the bracket 11. The electromagnetic coil 21 is a chassis 18
, Is fixedly attached. The electrical input provides an energy signal to the coil 27. In some applications it is desirable to scan the code in a raster scan pattern. In a raster scan pattern, a number of continuous, substantially horizontal, substantially parallel scan lines are generated from top to bottom to uniformly cover the desired scan area. In order to obtain a raster scanning pattern, mirrors are arranged which oscillate in mutually perpendicular planes. As shown in FIG. 2, the mirror is moved by this device of the holding means by virtue of angular oscillations in the first and second alternating rotational directions between the first and second scanning ends. It is installed. In addition, according to their shape and position, the internal springs 16,17 and 12,13 have
Generally, it vibrates in a high frequency range of about 200 to 800 Hz. On the other hand, the outer springs 19 and 20 generally vibrate in a low frequency range of about 5 to 100 Hz. It is preferable that these frequencies are 280 Hz and 20 Hz, respectively. The amplitude of the vibration required to scan the symbol is
Depending on the size of the symbol, it is generally at least 5-15 degrees with respect to the face of the brackets 11, 14 and 15.

【0017】この装置において、コイル21に重ねて配
置されたAC駆動信号が供給されるときはいつでも、該
コイルは、該ブラケット14の隅で周期的に引き付けら
れる。該駆動信号の高周波部品は、該スプリング19,
20を、好ましくは共振周波数で振動させ、走査端部と
の間で、該ブラケット15をある角度で振動させる。該
駆動信号の低周波部品は、スプリング12,13,1
6,17を角振動させる。該スプリングが、各高低周波
数で、同時に振動する間に、反射器10で、レーザから
放出された光が導かれるとき、X方向におけるほぼ水平
な連続走査線は、生成され、Y方向に置換される。その
結果、ラスター式走査パターンが形成される。図3の装
置は、非常に単純で、しかも、ラスター式走査パターン
を形成するための2方向における振動のための唯一の駆
動装置(コイル)を使って上手に設計されている。シャ
フトやベアリングはないが、製品寿命を延ばすためにフ
レキシブルな金属が使用されている。
In this device, whenever an AC drive signal is provided which is placed over the coil 21, the coil is periodically attracted at the corner of the bracket 14. The high frequency component of the drive signal is the spring 19,
20 is vibrated, preferably at the resonant frequency, causing the bracket 15 to vibrate at an angle with the scanning end. The low frequency components of the drive signal are springs 12, 13, 1
6 and 17 are angularly vibrated. As the light emitted from the laser is directed at reflector 10 while the spring vibrates simultaneously at each high and low frequency, a substantially horizontal continuous scan line in the X direction is generated and displaced in the Y direction. It As a result, a raster scan pattern is formed. The device of FIG. 3 is very simple and well designed with only one drive (coil) for vibration in two directions to form a raster scan pattern. There are no shafts or bearings, but flexible metal is used to extend product life.

【0018】本発明は、1次元および2次元バー・コー
ドの読み取りに関して記述されているが、そのような実
施形態に限定されるわけではなく、もっと複雑な符号走
査アプリケーションに応用されてよい。また、本発明の
方法は、文字のような符号の別の種類から、あるいは、
走査される物品の表面特性から引き出される情報におけ
るいろいろな機械視覚装置または光学式文字認識のアプ
リケーションとして使用するためのアプリケーションを
見出してよいと思われる。
Although the present invention has been described with respect to reading one-dimensional and two-dimensional bar codes, it is not limited to such an embodiment and may be applied to more complex code scanning applications. Also, the method of the present invention can be performed from another type of code, such as a letter, or
It would be possible to find applications for use as various machine vision devices or optical character recognition applications in the information derived from the surface characteristics of the scanned article.

【0019】いろいろな実施形態の全てにおいて、該ス
キャナの該要素は、スキャナ全体が、単一プリント回路
ボードまたは積層モジュールのように構成の、非常にコ
ンパクトなパッケージ内に組付けられてよい。このよう
なモジュールは、データ取り込みシステムの異なる種類
の変形例のためのレーザ走査要素として、交換可能に、
使用することができる。例えば、該モジュールでは、フ
レキシブル・アームまたはテーブルの取付け延長表面側
またはテーブル・トップの下側に取り付けられるか、ま
たは、もっと高度なデータ取り込み装置の副部品として
取り付けられたハンドヘルド型スキャナとテーブル・ト
ップ・スキャナとが交互に使用されてよい。 データ取
り込みシステムの他の要素を支援するコネクタを維持す
るために、モジュールを電気的に接続するために、この
ような部品によって支援された制御またはデータ・ライ
ンが、該モジュールのエッジまたは延長表面に取り付け
られた電気コネクタに接続されている。
In all of the various embodiments, the elements of the scanner may be assembled in a very compact package in which the entire scanner is constructed like a single printed circuit board or stacked module. Such modules can be interchangeably used as laser scanning elements for different types of variations of data acquisition systems.
Can be used. For example, the module may include a handheld scanner and table top mounted on a flexible arm or table mounting extension surface side or under the table top, or as a subcomponent of a more sophisticated data acquisition device. The scanner and the scanner may be used alternately. Control or data lines assisted by such components to electrically connect the module to maintain the connector supporting other elements of the data acquisition system are provided on the edge or extended surface of the module. It is connected to the installed electrical connector.

【0020】各モジュールは、それを支援する特定の走
査または復号特性(例:ある作動距離での操作、特定の
記号論または印刷密度の操作)を有してよい。また、該
特性は、該モジュールを支援する制御スイッチの手動設
定を介して規定される。また、ユーザーは、異なる種類
の物品を走査するための該データ取り込みシステムを採
用してよい。また、該システムは、簡単な電気コネクタ
の使用を介してのデータ取り込み装置上の交換可能なモ
ジュールによって、異なるアプリケーションに関して採
用されてよい。
Each module may have specific scanning or decoding characteristics to support it (eg, operation at some working distance, certain semiotics or print density operation). The characteristics are also defined via manual setting of control switches that assist the module. Users may also employ the data acquisition system for scanning different types of articles. Also, the system may be employed for different applications with replaceable modules on the data capture device via the use of simple electrical connectors.

【0021】また、上記に記載された走査モジュール
は、キー・ボード、ディスプレイ、プリンタ、データ記
憶媒体、アプリケーション・ソフトウェアまたはデータ
・ベースのような部品を1つ以上含む内包データ取り込
みシステム内で実施されてよい。また、このようなシス
テムは、モデムまたはISDNインタフェースを介し
て、また、固定型受信機への携帯用ターミナルからの低
電力ラジオ放送によって、該データ取り込みシステムと
LANの他の部品または電話交換ネットワークとの通信
を可能にする通信インターフェースを含んでよい。
The scanning module described above is also implemented in an embedded data acquisition system that includes one or more components such as a key board, display, printer, data storage medium, application software or data base. You may Also, such a system can be used with a low power radio broadcast from a portable terminal to a fixed receiver, via a modem or ISDN interface, to the data acquisition system and other components of the LAN or telephone switching network. May include a communication interface that enables communication of the.

【0022】上記各特性または2つ以上の組合せは、上
記とは異なる種類のスキャナやバー・コード読み取り装
置における有益なアプリケーションとして見出されてよ
い。本発明は、図解され、2次元光学的走査装置として
その実施形態が記載されてはいるが、示されている詳細
に限定することを意図してはいない。よって、いろいろ
な変形例または構造的な変化は、本発明の精神から離れ
ることはない。
Each of the above features, or combinations of two or more, may be found to be useful applications in different types of scanners and bar code readers than those described above. Although the present invention is illustrated and described in its embodiments as a two-dimensional optical scanning device, it is not intended to be limited to the details shown. Thus, various modifications or structural changes do not depart from the spirit of the invention.

【0023】より深い分析を除いて、前記記述は、本発
明の要点を十分に示しているので、第3者は、現在の知
識を応用することによって、容易くそれを、いろいろな
アプリケーションのために、先行技術の観点から、本発
明の一般的または専門的な特性を十分かつ本質的構築で
きる機能を、漏れ無く適応することができる。よって、
このような適応例は、以下の請求項と同じ内容を意図
し、その範囲内に含まれる。
Except for a deeper analysis, the above description fully illustrates the gist of the present invention, so that a third party can easily apply it to various applications by applying the current knowledge. From the point of view of the prior art, the functions capable of constructing the general or professional characteristics of the present invention sufficiently and essentially can be applied without omission. Therefore,
Such applications are intended to fall within the scope of the following claims.

【0024】[0024]

【発明の効果】本発明によれば2次元走査を具備する信
頼性のある廉価な装置を提供することができる効果があ
る。
According to the present invention, it is possible to provide a reliable and inexpensive apparatus having two-dimensional scanning.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明にしたがうスキャナを具備するハンドヘ
ルド型バー・コード読み取り装置の正面斜視図である。
FIG. 1 is a front perspective view of a handheld bar code reader including a scanner according to the present invention.

【図2】本発明を採用する略図である。FIG. 2 is a schematic diagram employing the present invention.

【図3】本発明に従う走査装置の実施形態の斜視図であ
る。
FIG. 3 is a perspective view of an embodiment of a scanning device according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 ミラー 12 ワイヤ 13 第2のワイヤ 14 第2のブラケット 15 第3のブラケット 16 ワイヤ 17 ワイヤ 19 ワイヤ 20 ワイヤ 10 Mirror 12 Wire 13 Second Wire 14 Second Bracket 15 Third Bracket 16 Wire 17 Wire 19 Wire 20 Wire

Claims (16)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】光反射率の異なる部分からなる符号を読み
取るためのものであって、以下の構成からなることを特
徴とする光学的走査装置。 a) 光学的要素。 b) 前記光学的要素が比較的高い弾性率を有する第
1、第2のワイヤによって取付けられており、前記光学
的要素が、前記第1、第2のワイヤの弾性的な動きによ
って振動するとき、比較的低い慣性モーメントを有する
ようにしたマウンティング・ブラケット。 c)振動に対して、比較的高い弾性を有する第3、第4
のワイヤによって前記マウンテン・ブラケットが取付け
られるものであり、前記第3、第4のワイヤの弾性的変
位により振動するとき、前記光学要素と前記マウンティ
ン・ブラケットと前記第1、第2のワイヤとが共に比較
的高い慣性モーメントを有するようにした固定フレー
ム。 d)前記フレームに関して比較的低い周波数で振動する
ように配された前記マウンティン・ブラケットに関する
前記光学要素を比較的高い周波数で、振動するように配
置された駆動手段。
1. An optical scanning device for reading a code composed of portions having different light reflectances, and having the following structure. a) Optical element. b) When the optical element is attached by first and second wires having a relatively high elastic modulus, and the optical element vibrates due to elastic movement of the first and second wires. , Mounting bracket with relatively low moment of inertia. c) Third and fourth having relatively high elasticity against vibration
Wire is attached to the mountain bracket, and when vibrating due to elastic displacement of the third and fourth wires, the optical element, the mounting bracket, and the first and second wires are A fixed frame that has a relatively high moment of inertia. d) Driving means arranged to vibrate at a relatively high frequency the optical element for the mounting bracket arranged to vibrate at a relatively low frequency with respect to the frame.
【請求項2】前記マウンティン・ブラケットは平らで、
正方形の形状を成すようにしたことを特徴とする請求項
1に記載の光学的走査装置。
2. The mounting bracket is flat,
The optical scanning device according to claim 1, wherein the optical scanning device has a square shape.
【請求項3】 前記前記光学的要素は平坦なミラーから
なるようにしたことを特徴とする請求項1に記載の光学
的走査装置。
3. The optical scanning device according to claim 1, wherein the optical element comprises a flat mirror.
【請求項4】 前記駆動手段は、第1、第2の周波数を
同時に駆動する電磁コイルを含むことを特徴とする請求
項1に記載の光学的走査装置。
4. The optical scanning device according to claim 1, wherein the driving unit includes an electromagnetic coil that simultaneously drives the first and second frequencies.
【請求項5】 光学的走査装置は以下の構成からなるこ
とを特徴とする。 a) 光学的要素。 b)マウンティンク・ブラケット。前記光学的要素とマ
ウンティン・ブラケット間に配された第1,第2のワイ
ヤによってマウンティング・ブラケットに関する捩じれ
振動のために前記光学要素は取付けられるものであり、
前記光学要素は前記第1、第2のワイヤの弾性変位によ
って振動するとき、比較的低い慣性モーメントを有す
る。 c)振動に対して、比較的高い弾性を有し第3、第4の
ワイヤによって前記マウンテン・ブラケットが取付けら
れるものであり、前記第3、第4のワイヤの捩じれ弾性
変位により振動するとき、前記光学要素と前記マウンテ
ィン・ブラケットと前記第1、第2のワイヤとが共に比
較的高い慣性モーメントを有するようにした固定フレー
ム。 d)前記フレームに関して比較的低い周波数で振動する
ように配された前記マウンティン・ブラケットに関する
前記光学要素を比較的高い周波数で、同時に振動するよ
うに配置された駆動手段。
5. The optical scanning device has the following configuration. a) Optical element. b) Mounting bracket. The optical element is attached for torsional vibrations with respect to the mounting bracket by first and second wires disposed between the optical element and the mounting bracket,
The optical element has a relatively low moment of inertia when vibrating due to the elastic displacement of the first and second wires. c) The mountain bracket is attached to the mountain bracket by third and fourth wires, which have relatively high elasticity against vibration, and when vibrating due to torsional elastic displacement of the third and fourth wires, A fixed frame in which the optical element, the mounting bracket, and the first and second wires have a relatively high moment of inertia. d) Driving means arranged to simultaneously vibrate the optical element of the mounting bracket arranged to vibrate at a relatively low frequency with respect to the frame at a relatively high frequency.
【請求項6】 光学的走査装置は以下構成からなること
を特徴とする。 a) 光反射手段。 b) 前記光反射手段を、第1の振動周波数で第1の軸
の周りでの振動するように取付けるようにした手段。 c) 前記第1の振動周波数と異なる第2の振動周波数
で前記第1の軸とほぼ直角な第2の軸の回りで、前記反
射手段を振動するように取付けるようにした手段。d)
前記第1と前記第2の各振動周波数に関する前記第1と
第2の両軸の回りで同時に前記反射手段を振動させるよ
うにした駆動手段。
6. The optical scanning device has the following configuration. a) Light reflection means. b) Means adapted to mount said light reflecting means so as to vibrate about a first axis at a first vibration frequency. c) Means adapted to oscillate the reflecting means about a second axis at a second vibration frequency different from the first vibration frequency and substantially perpendicular to the first axis. d)
Driving means adapted to simultaneously vibrate the reflecting means around both the first and second axes relating to the first and second vibration frequencies.
【請求項7】光学的走査装置は以下の構成からなること
を特徴とする。 a)フレーム。 b)所定の慣性モーメントを有する走査部材。 c)第1の細長い要素に沿って延在する第1の軸の周り
に前記フレームに関する振動を生じさせように前記フレ
ームに前記走査部材を取付けるようにした第1の細長状
取付要素。 d)前記走査部材は前記走査部材の所定の慣性モーメン
トとは異なる慣性モーメントと光反射部材とを有する光
反射副部材とを含んでいる。 e)前記第1の軸にほぼ直角で、前記第2の細長状要素
に沿って延在する第2の軸の周りで前記走査部材に振動
を与えるための前記光副反射部材を取付けるための第2
の細長状取付要素。 f)前記異なる慣性モーメントに基づき前記第1と第2
の各軸の周りで、第1と第2の周波数で前記反射部材を
同時に振動させるために前記走査部材に結合するように
した共通の駆動装置。
7. The optical scanning device has the following structure. a) Frame. b) A scanning member having a predetermined moment of inertia. c) A first elongate mounting element adapted to mount the scanning member to the frame to create vibrations about the frame about a first axis extending along the first elongate element. d) The scanning member includes a light reflecting sub-member having a moment of inertia different from a predetermined moment of inertia of the scanning member and a light reflecting member. e) for mounting the light sub-reflecting member for vibrating the scanning member about a second axis that is substantially perpendicular to the first axis and extends along the second elongated element. Second
Slender mounting element. f) Based on the different moments of inertia, the first and second
A common drive unit adapted to couple to the scanning member to simultaneously vibrate the reflective member at first and second frequencies about each of the axes.
【請求項8】前記反射部材は、反射部材が取付けられた
第1のマウンティン・ブラケット、第2のマウンティン
ク・ブラケット、前記第2の軸に沿った前記第1と第2
のマウンティン・ブラケット間に延在する第3の細長状
取付要素とを含んでいることを特徴とする請求項7に記
載の光学的走査装置。
8. The reflecting member includes a first mounting bracket having a reflecting member attached thereto, a second mounting bracket, and the first and second mounting brackets along the second axis.
8. An optical scanning device according to claim 7, including a third elongate mounting element extending between the mounting brackets of.
【請求項9】前記第1,第2のマウンティン・ブラケッ
トは共通の平面の中に配されていることを特徴とする請
求項8に記載の光学的走査装置。
9. The optical scanning device according to claim 8, wherein the first and second mounting brackets are arranged in a common plane.
【請求項10】前記第1,第2のマウンティン・ブラケ
ットはほぼ長方形を成すことを特徴とすることを特徴と
する請求項7に記載の光学的走査装置。
10. The optical scanning device according to claim 7, wherein the first and second mounting brackets have a substantially rectangular shape.
【請求項11】前記第3の細長状取付要素は前記第1と
前記第2のブラケットに両端部で固定される線状の捩じ
れワイヤからなることを特徴とする請求項8に記載の光
学的走査装置。
11. The optical element of claim 8, wherein the third elongated attachment element comprises a linear twisted wire fixed at both ends to the first and second brackets. Scanning device.
【請求項12】前記走査装置は、前記第1と前記第2の
マウンティンブラケットに記共通な平面に配された第3
のマウンティン・ブラケットを含んでいることを特徴と
する請求項9に記載の光学的走査装置。
12. The scanning device comprises a third plane disposed on a common plane of the first and second mounting brackets.
10. The optical scanning device of claim 9 including the mounting bracket of claim 1.
【請求項13】第2の取付要素は前記第2と前記第3の
マウンティン・ブラケットとを両端で固定する共通の線
状捩じれワイヤであることを特徴とする請求項12に記
載の光学的走査装置。
13. The optical scan of claim 12, wherein the second attachment element is a common linear twist wire that secures the second and third mounting brackets at both ends. apparatus.
【請求項14】第1の取付要素は前記第3のマウンティ
ン・ブラケットと前記フレームとを両端で固定するよう
にした共通の線状捩じれワイヤからなることを特徴とす
る請求項13に記載の光学的走査装置。
14. The optical system of claim 13, wherein the first mounting element comprises a common linear twisted wire adapted to secure the third mounting bracket and the frame at both ends. Scanning device.
【請求項15】前記駆動手段は前記フレームに組み込ま
れた電磁コイルと走査部材に結合された往復駆動要素と
を含んでいることを特徴とする請求項7に記載の光学的
走査装置。
15. The optical scanning device as claimed in claim 7, wherein the driving means includes an electromagnetic coil incorporated in the frame and a reciprocating driving element coupled to the scanning member.
【請求項16】前記第1の振動周波数は5から100ヘ
ルツの範囲で、前記第2の振動周波数は200から80
0ヘルツの振動周波数の範囲であることを特徴とする請
求項7に記載の光学的走査装置。
16. The first vibration frequency is in the range of 5 to 100 Hertz and the second vibration frequency is in the range of 200 to 80.
8. The optical scanning device according to claim 7, wherein the vibration frequency range is 0 Hz.
JP8086955A 1996-04-10 1996-04-10 Optical scanner Pending JPH09282406A (en)

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