JPH03280176A - 多重走査パターンを発生する光学スキャナー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は光学走査装置に関し、特に走査している符号化
されたラベル（以下、コードラベルという）に対し複数
の異なる大きさの走査パターンを発生できる携帯用走査
装置に関する。

（従来技術） 現今の売上品目検査システムにおいては商品の購入に関
するデータは購入された当該商品に付された又は貼られ
たバーコードラベル等のコード化された標識を読むこと
により得られる。この形式のバーコードを読み取るよう
に構成された読み取りシステムのうちには、検査カウン
ターまたは手握り式レーサースキャナーのキャビネット
内に配置された定着式光学走査システムがある。これら
光学的走査システムは読み取るべきバーコードラベルの
上を手動で移動される単一又は多重の線状の走査パター
ン（スキャンパターン）を発出する。

従来の走査器（スキャナー）では複数のパターンミラー
から多数の走査光線ビームを屈折させることによりスキ
ャナー走査パターンが発生される。

走査パターンにおける走査線の数は発生される走査ビー
ムの数または使用するパターンミラーの数により決定さ
れる。パターンに含まれる線が多いほど走査動作は効率
的になる。走査パターンを形成する走査線の数と大きさ
において走査パターンは種々あるが、従来の手掘式走査
ユニットは読み取るバーコードラベルの大きさに応じて
それに必要な走査パターンを発生する交換式の走査ヘッ
ドを利用していた。

（解決すべき課題） 従って大きさが異なったバーコードラベルでも同一の効
率で走査できる、かつ多数の大きさの異なった走査パタ
ーンを発生できる手握り試走査ユニットを実現できるこ
とが望ましい。

（課題を解決するための手段および作用）上記問題に鑑
み、本発明は走査中にも走査パターンの大きさを変更で
きる光学走査装置を与えることを主要な課題とする。

本発明の別の課題は走査装置の一動作期間内に走査線の
数を増加できる小型の光学走査装置を与えることである
。

本発明のさらに別の課題はいろいろの大きさのラベルを
読み取ることができ、かつ簡単な構造で安価に製造でき
る光学走査装置を与えることである。

そこで本発明は以下の手段を採用する。

本発明は携帯用の手握り式スキャナーをその他の形式の
光学スキャナーに装着できる光学走査装置を提供する。

この走査ユニットにはハウジングおよびそのハウジング
中に装着されて中空の駆動軸を３６０度回転するための
モーターが含まれる。

その軸の一方端に隣接して、その軸中を通過するレーサ
ー光ビームを発出するレーザーが装着される。その軸の
他方端には、回転運動ができるように装着された円環型
パターンミラーに向けて、その光ビームを外方に屈折す
る回転式屈折器が装着される。ハウジング内には複数の
アーム部材を支持するディスク部材があって、この各ア
ーム部材はパターンミラーの一つを回転可能に支持する
。

各パターンミラーはカム部を有し、このカム部は回転リ
ング部材に固定された駆動部材に係合する。

この回転リング部材は駆動軸の回転により作動される。

駆動部材のカム部に添った運動は偏位部材の作用に抗し
つつパターンミラーの回転を生じる。

偏位部材はディスク部材に固定される一方、パターンミ
ラーに係合し、パターンミラーを原位置に戻そうとする
ものである。各パターンミラーの回転はパターンミラー
に当たる光ビームの入射角を変える。パターンミラーは
いろいろな角度にこの光ビームを屈折して、走査パター
ンの大きさを増大しうる複数の走査光ビームを発生でき
る。駆動軸の一回転の間、リング部材上の各駆動部材は
順次に各々のミラーに係合してこれを回転させ、バーコ
ードラベルを走査するための変動性走査パターンを発生
する。

（効　果） 本発明によれば携帯用の手握り式スキャナーまたは他の
形式の光学スキャナーに装着できる光学走査装置が得ら
れ、上記課題が達成される。

（実施例） ここで第１図を参照すると、本発明に係る手で保持する
スキャナーに装着できる走査ユニットの分解図が示され
ている。本発明は手で保持できる光学的スキャナーに装
着して示したが、走査パターンを発生するためのパター
ンミラーを利用する任意の型の光学的走査ユニットとし
ても採用できるものであることは明白である。全体とし
て番号２０で示す本走査ユニットは、同時係属中で本出
願と同一の譲受人に譲渡された米国特許出願第３８６、
３７７号に十分に開示されている。第１図および走査ユ
ニットの断面図である第２図に示すように、走査ユニッ
ト２０は複数のラッチ部２４を有する成型したフレーム
支持部材２２を含む。このフレーム支持部材２２はポリ
カーボネートのような任意の耐衝撃性プラスチック材料
で成型できる。

支持部材２２内にはモーター２６が装着される。

このモーターにはモーター２６を貫通して延びる中空の
駆動軸２８がベアリング２７　（第２図）で軸留めされ
る。フレーム支持部材２２の後方延長部３０内にはレー
ザーダイオード３４　（第２図）を支持する真鍮レーサ
ーダイオード部材３２と、駆動軸２８の回転軸線３８（
第２図）と整合されたコリメートおよび合焦のためのレ
ンズ部材３６とが装着される。レーザーダイオード３４
は拡大する光ビームを出力するが、このビームは合焦レ
ンズ部材３６によって、走査ユニット前方の基準面（図
示してなし）上にコリメートされ、かつ合焦される。レ
ンズ部材３６に隣接して配置された円形の開口のストッ
プ４０　（第２図）、は当業者の良（知られた方法で基
準面に投射されるレーザー光ビームの大きさを制御する
ため、レンズ部材３６より小さい断面を有する。

フレーム支持部材２２内には全体を数字４２で表示され
る複数のパターンミラ一部材４４を含んだパターンミラ
ー組立体が装着されており（第１図）、ミラ一部材は、
それぞれが第２図で見て反時計方向に運動できて駆動軸
２８の回転軸線３８に関してミラーの角度を変更できる
よう、アーム部材４６上に回転可能に装着されて、パタ
ーンミラ一部材４４は全体として数字４８で示す駆動機
構で作動される（第１図および第２図）。この駆動部材
は複数のロール部材５２が装着されているリング部材５
０を含む。各ロール部材は対応のパターンミラ一部材４
４と係合してそのミラ一部材を後述の状態に回転させる
。

駆動軸２８の前方端には光学トランシーバ−５４が固定
される。この光学トランシーバ−５４は第２図に示すよ
うに回転軸線３８を横断して斜に延びる平坦な屈折ミラ
一部５６を含み、ミラ一部５６は回転軸線沿いに投射さ
れるレーザー光ビームをパターンミラ一部材４４に向け
て屈折する。パターンミラ一部材４４はコードラベル６
０を走査するべく走査パターン５８の形に光ビームを屈
折する。光学トランシーバ−５４はさらに、走査された
コードラベル６０から反射される走査光ビームを収束す
るための収束ミラ一部６２を含む。第１図および第２図
に見られるように、屈折ミラ一部５６は光学トランシー
バ−５４の収束ミラ一部６２内の開口６４を貫通して延
びる。

収束ミラ一部６２は収束された光ビームを透明な支持部
材６８（第１図および第２図）内に装着された光検出器
６６に向けて屈折する。支持部材６８は、支持部材２２
に対して支持部材６８を固定させるための複数の弾性的
フィンガ一部材７０を有し、これら部材７０がフレーム
支持部材２２のラッチ部２４上に嵌まり支持部材６８を
固定する。

ここで第２図から第５図までを参照すると、フレーム支
持部材２２の前方部に嵌め込まれる円形支持部材７２を
含んだパターンミラー組立体４２の詳細が示されている
。支持部材７２はこれに装着されたアーム部材４６を有
し、アーム部材４６の各々に対してアーム部材４６内の
開口内に湾曲した鋲部材７６の一端が回転可能に装着さ
れる。

鋲部材７６の他端は対応のパターンミラ一部材４４の一
方側に成型されている。第３図および第４図に見られる
ように、各パターンミラ一部材４４はミラ一部材の両側
に成型された２個の鋲部材７６を有する。これらの鋲は
隣接のアーム部材４６に回転可能に固定される。

各パターンミラ一部材４４の後方縁に隣接して、パター
ンミラ一部材４４がリング部材５０（第３図）上を矢印
方向に運動するときにパターンミラ一部材４４の一方側
の縁から反対側の縁まで上方に滑動する楔もしくはカム
部７８が成型されている。各パターンミラ一部材４４の
カム部７８にはリング部材５０に固定されたロール部材
５２　（第１ないし第５図）の一つが係合する。第２図
および第３図によ（示されているように、リング部材５
０はその内部の周縁に添って複数の歯車の歯８０があり
、これらの歯８０は、駆動軸２８に固定された歯車部材
８４に係合する歯車８２に係合する。

駆動軸２８の時計方向の回転によって第３図の矢印で示
す方向にリング部材５０の回転が起きる。

リング部材５０のこの回転は駆動軸２８の回転より遅く
、各ロール部材５２を対応するパターンミラ一部材４４
のカム部７８に添って運動させる。

第５図に見られるように、カム部７８に添ったロール部
材５２の運動はアーム部材７４内に装着された鎖部材７
６の端部の周りにパターンミラ一部材４４を点線で示す
位置まで反時計方向にカム運動させる。この変位は光学
トランシーバ−５４に対するパターンミラ一部材４４の
角度を変化させ、パターンミラ一部材に当たる光ビーム
の入射角を増大させる。この変位が起こると、光学トラ
ンシーバ−５４により屈折される走査光ビームはパター
ンミラ一部材４４がそれらの原位置に復帰する前に各パ
ターンミラ一部材４４に「ｎ回」当たる。

この作用により、各パターンミラ一部材４４各々につい
てｒｎＪ個の個別の走査線が異なった空間位置に作られ
る。駆動軸２８の一回転の間にパターンミラ一部材に当
たる光ビームの光路に対して垂直である一軸線の周りに
パターンミラ一部材４４が回転するに伴い、走査パター
ンは第６図に示すように円形状に外方に向けて拡大する
。この拡大はロール部材５２がパターンミラ一部材４４
のカム部７８の端に達するまで続く。その端に達したと
き、ロール部材５２はパターンミラ一部材４４が後述す
るようにそれらの原位置に復帰できるように開放する。

従って、駆動軸２８の一回転の間、リング部材５０の回
転は各パターンミラ一部材４４を各ロール部材５２に係
合させ、その結果バーコードラベルの走査期間における
走査パターンの変動を生じる。

各パターンミラ一部材４４のかかる反時計周りの運動は
、円盤形支持部材７２に固定された、がつパターンミラ
一部材４４に係合する自由端を有した弾性アーム部材８
６　（第３図および第４図）の抵抗を受ける。アーム部
材８６の作用はパターンミラ一部材のカム部７８を偏位
し、走査ユニットの作動中、パターンミラ一部材４４の
連続的回転運動を与えるロール部材５２に係合せしめる
。

アーム部材８６はまた、ロール部材５２とカム部７８と
の係合完了時に、すなわちロール部材５２がカム部７８
と次に係合する前に、パターンミラ一部材４４をその原
位置に戻す。

第６図に見られるように、パターンミラ一部材４４はコ
ードラベル６０上の原位置にある当初に走査パターン５
８を発生する。前述したように、パターンミラ一部材４
４は駆動軸２８が一回転する間、外方に回転され、一連
の増大する走査パターン８８を発生し、走査パターンが
最大の大きさ９０に達するとその密度と走査パターンの
走査領域とを大きくする。このようにして、走査ユニッ
ト２０の作動期間中、パターンミラ一部材４４は円筒形
状に走査パターン５８，８８．９０を発生する。

本発明により発生される走査パターンの大きさおよび密
度を制御する三つの因子がある。すなわち、 （１）　　パターンミラ一部材４４のカム部７８の傾斜
。カム部７８の傾斜を増大するとミラ一部材に当たる走
査光ビームの入射角か増大し、その結果、光ビームがミ
ラ一部材の中心から遠ざかる方向に屈折される。

（２）パターンミラ一部材４４の初期設定が、パターン
ミラ一部材４４が原位置にあるときの走査パターンの密
度を決定する。

（３）　　リング部材５０の回転速度に対する駆動軸２
８の回転速度。これら二つの速度の比が高いほど走査パ
ターンの密度が大きい。

パターンミラ一部材の回転動作によって、走査パターン
をなす所定数の走査線が能率的に各パターンミラ一部材
によって発生されることが了解できよう。これら三つの
変数である角度変化の程度、駆動軸２８の速度およびリ
ング部材５０の速度をかえることにより、走査パターン
の大きさおよび寸法を変更することができる。例えばミ
ラ一部材の回転が全くないときは直径６インチの円形か
読み取れる。ミラ一部材が回転するときは直径は１８イ
ンチまで拡大できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る走査ユニットの分解図であり、複
数の走査パターンを発生する素子を示している。第２図
は第１図に示した走査ユニットの側断面図である。 第３図はパターンミラー組立体の背面透視図であり、ミ
ラー作動機構および走査ユニット駆動機構の詳細を示す
図である。 第４図は第３図に示すパターン組立体の側面図である。 第５図はパターンミラーの回転機構の部分詳細図である
。 第６図は本発明により発生されたコード化ラベルを走査
するための走査パターンの平面図である。 ２０・・・光学スキャナー　２６・・・モーター　２８
・・・駆動軸、３２・・・真鍮レーザーダイオード部材
、３４・・・レーザーダイオード、３６・・・合焦レン
ズ部材、３８・・・回転軸線、４２・・・パターンミラ
ー組立体、４８・・・駆動機構、５６・・・ミラ一部、
５８・・・走査パターン、６６・・・光検出器 闇大西山善章 ＦＩＧ、５ 図面の浄書（内容に変更なし） 手 続 補 正 書 （方式） 事件の表示 平成 ２年特許願第 ２１３７０ 号 ２゜ 発明の名称 多重走査パターンを発生する光学スキャナー３゜ 補正をする者 事件との関係

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）コード化された標識に走査ビームを投射する装置
   において、 走査光ビームの発生源と、 該走査光ビームを第一光路に添って指向する装置と、 該第一光路内に配置されて該光ビームを複数の第二光路
   に添って進めるように屈折するための装置と、 コード化された標識を走査する第三光路に添って該光ビ
   ームを反射させるため各該第二光路内に配置された回転
   可能な反射装置であって、該第三光ビームの光路が第一
   走査パターンを形成するようにされた回転可能な反射装
   置と、該第二光路に対して各該反射装置を回転させるた
   め各該反射装置に係合された作動装置であって、該反射
   装置に該光ビームを反射させて複数の第四光路に進める
   ことにより該コード化した標識を走査する第二走査パタ
   ーンが形成できるようにした作動装置と を含むことを特徴とする走査ビーム投射装置。