JPH08263581A - 光学システムおよび光ポインタモジュール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 人間工学的に改善し、操作性を向上した光学
システム及び光ポインタモジュールを提供する。 【解決手段】操作者の指に取付けられるように適合され
た光学的走査モジュールを有し、異なる光反射率のマー
クを読み取るための光学的走査システム。腕時計の形態
をとるのが好ましい第１の周辺モジュールは、反射光を
検出する受信器を有する。操作者のもう一方の腕に取付
けられた第２の周辺モジュールは、ラジオ周波数送信に
よって第１のモジュールと通信する。本発明の他の観点
によれば、光検出器は、光学式走査モジュールから分離
されたハウジング内に取付けられてよい。本発明のさら
に他の観点によれば、レーザポインタまたはスキャナ
が、操作者の一本の指に装着されるように配置されたリ
ングに取付けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、いろいろな光の反
射率のマークを読み取るための携帯光学式スキャナ、特
に人間に装着できるスキャナに関する。さらに、本発明
は、光ビームを生成し、放射するための光学的モジュー
ルが検出モジュールから物理的に分離されている光学的
走査装置に関する。本発明は、また操作者の指に装着可
能なレーザポインタに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ラベルや物品の上にあるバーコー
ド記号のようなマークを読み取るための光学式読み取り
装置と光学的走査システムがいろいろ開発されている。
記号自体は、例えば、互いに間隔をおいて連続に並んだ
いろいろな寸法の幅のバーとそれらの間のスペースとで
構成されるコード化されたマークのパターンである。
尚、バーとスペースは、異なる光反射特性を有する。走
査システムにおける読み取り装置は、光電気的に図形的
なマークを、物品の説明やその特性をあらわす可能性の
ある英数字にデコードされる電気的な信号に転送する。
このような特性は、一般的にデジタル形式であらわさ
れ、そして、ＰＯＳのアプリケーションのためのデータ
処理システムへの入力や、物流管理等のように利用され
る。この一般的なタイプの走査システムは、例えば、全
て本願と同じ譲受人に譲渡された米国特許第4,251,798
号，同第4,369,361号，同第4,387,297号，同第4,409,47
0号，同第4,760,248号および同第4,896,026号に開示さ
れている。上記特許の幾つかにおいて開示されているよ
うに、そのような走査システムの１つの実施形態には、
読み取るターゲットである記号に装置の走査ヘッド、特
に光ビームを照準することが可能な、操作者の手で握る
ことができる携帯用走査装置が、特に含まれている。

【０００３】このような先行技術であるハンドヘルド型
装置は、一般的に、バーコード記号から反射された光を
受け、反射パターンから、記号内のバーおよびスペース
の連続性を決定する受光モジュールを内蔵する。また、
ユニットは、受取った情報をデコードし、バーコード記
号があらわす明瞭でないデータ（例えば、英数字のデー
タ）を回復するためのデコード回路を内蔵してもよい。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】光発生および放射モジ
ュールは、ある環境においては、受光モジュールと、デ
コード回路とを、同じユニット内に収容するのが都合が
悪い場合がある。第１に、主要ハウジング内に、全ての
モジュールを配置することは、少なくとも放射された光
と同じ光路に沿ってユニットに戻る反射光の殆ど、もし
くは、それ以上が、読み取られるべきバーコードに配置
されなければならない。操作者は、常に、このようなバ
ーコードを読み取るための配置、および／または、光の
反射して戻る路と同じ光路に沿ったバーコードを好むと
は限らない。また、第２に、同じユニット内に全てのモ
ジュールを配置することは、ユニットを、物理的により
大きく、比較的重くしなければならないことを意味す
る。操作者は、このような装置を長時間操作することが
容易でないことに気が付くはずである。

【０００５】会議、セミナー等での指示の目的のため
に、操作者が使用することができる小さなハンドヘルド
型ユニットをレーザポインタに設けることが一般的とな
っている。講義において、聴衆に、強調したい部分をレ
ーザ・ビームの可視スポットでスクリーン上に示す方法
を、伝統的に使される指示棒と併用して使用することも
可能である。しかしながら、現代的なレーザポインタ
は、比較的小さく、携帯的であるけれども、講師の手に
握られる必要があることはいうまでもない。したがっ
て、講師がそれを握った手は、講師が他に何かしようと
思う度に、（例えば、ノートの頁をめくったり、ＯＨＰ
の操作を行ったりしようとする場合）普通、レーザポイ
ンタを下に置かねばならないというような制限を受け
る。

【０００６】本発明の一般的な目的は、先行技術におけ
る諸問題、少なくともそれらの幾つかを解決することで
ある。また、別の目的は、携帯用光学式走査システムを
人間工学的に改善し、操作者が長時間楽に操作できるよ
うにすることである。さらに、別の目的は、操作者の手
で握られるか、または操作者の身体に取り付けられる携
帯用光学式走査システムの重量を軽くすることである。

【０００７】またさらに別の目的は、講師がレーザポイ
ンタを下に置いたり、取り上げたりしないですみ、講師
の手をより自由に使うことができるレーザポインタを提
供することである。他の目的は、簡便に使用できるレー
ザポインタを提供することである。また他の目的は、携
帯的な走査システムのある部分を光学的に使うことがで
きるレーザポインタを提供することである。

【０００８】本発明の実践と、以下の詳細な説明を含む
この開示とにより、本発明の追加目的、利点、および新
規な特徴が当業者にとって明らかとなるであろう。以下
に、本発明は、好ましい実施形態に関して記述されては
いるが、本発明が、それによって制限されないことを理
解するべきである。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用でありうる他分
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。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の観点によ
れば、異なる光反射率のマークを読み取るための光学シ
ステムにおいて、読み取るべきマークを照明するための
光ビームを生成し、発光するための光発光器を有する光
学モジュールと、前記光学モジュールから分離して別々
に収容され、検出した反射光に対応する電気信号を生成
するための光検出装置を有する第１の周辺モジュールと
を備えた光学システムが提供されている。

【００１０】その光学システムは、光ビームが読み取ら
れるべきマークを走査する走査システムであってもよ
い。必ずしも、そうである必要はない。また、光ビーム
は、単に照明だけしてもよい。但し、この場合では、光
検出装置がＣＣＤ検出装置であるほうが好ましい。好ま
しい実施形態において、光学モジュールは、操作者の人
指し指に、適切な方向にはめることが望ましいリング部
を内蔵もしくは形成する。実施形態の幾つかにおいて
は、モジュールが固定されたとしても、放射されたビー
ムがマーク上をいったりきたり自動的に走査（２次元走
査または１次元走査）されるように、自動走査メカニズ
ムをモジュール内に内蔵してもよい。しかしながら、他
の実施形態においては、自動走査機構が設けられていな
い。よって、放射された光ビームは、モジュールから固
定された方向にあらわれる。これらの実施形態におい
て、操作者は、一般的に、腕を前後に動かすかまたは手
首をひねって動かすかにより、モジュールを手で動かし
てビームを読み取られるマーク上を走査する。

【００１１】光学モジュールを作動させるための切り替
え手段が設けられてもよい。好ましくは、これらは、操
作者は、親指でボタンを押すだけで装置を操作すること
ができるように、リング、あるいは、リングに接続する
ハウジングに取り付けられた、または、形成されたスイ
ッチまたはボタンで構成されてもよい。これは、モジュ
ールが人差し指に装着されるように配置されたとき、特
に、便利である。また、第２のリングに接続するプルコ
ードが設けられ、操作者の光学モジュールが装着されて
いる指と同じ手の人差し指に装着されるように配置され
てよい。指の適当な動きによって、例えば、第２の指を
曲げることによってコードが引っ張り出され、その結
果、装置が走査される。

【００１２】第１の周辺モジュールは、モジュールと、
固定されたベース・ユニットあるいは第２の周辺モジュ
ール（実施形態が幾つかある）との通信を可能にするラ
ジオ周波数通信手段を内蔵してもよい。ある装置におい
ては、第２の周辺モジュールが、操作者の他の腕に装着
されることが好ましい。また、第２の周辺モジュール
は、第２のモジュールと第１のモジュールとの間、およ
び、（好ましくは異なった周波数で）第２のモジュール
と固定されたベース・ユニットの間での通信を可能にす
るラジオ周波数通信手段を内蔵してもよい。

【００１３】光学モジュールと、第１の周辺モジュール
と、第２の周辺モジュールとは、全て、携帯用バッテリ
ーによって、うまく動作される。関連の携帯用バッテリ
ーは、対応するハウジング内に配置されうることが望ま
しい。さらに、実施形態において、光学モジュールは、
操作者の手に握られるように適合されてもよいし、拳銃
型でもペン型でもよい。光学モジュールは、また、卓上
に取り付けられてもよい。

【００１４】本発明の第２の観点によれば、異なる光反
射率の部分を有するマークを読み取るためのための光学
システムにおいて、前記マークを照明する光ビームを生
成し、前記マークから反射された可変強度の反射光を作
り出すための光放射器と、前記反射光を検出し、反射光
の強度をあらわす電気信号を生成するための光検出器と
を設け、前記光放射器は、光ビームが操作者の１本の指
の自然に指示する方向に指向する位置で前記指に装着で
きるように適合されたハウジングを有し、前記光検出器
は、前記光放射器から間隔をおいて別々の位置で操作者
によって装着されるように適合されたハウジングを有す
る光学システムが提供されている。

【００１５】第１、第２の周辺モジュールが使用されて
いないとき、第１の周辺モジュール、および／または、
第２の周辺モジュールを受けるために、スタンドまたは
コンテナが設けられてよい。好ましい形態において、こ
れは、時計の形をした第１の周辺ユニットと、リングの
形をした第２の周辺ユニットを受けるための窪みを有す
る箱（宝石箱に似ている）を構成してよい。スタンド／
コンテナは、電気的な接点を含んでよい。尚、電気的な
接点は、第１の周辺モジュール、および／または、第２
の周辺モジュールの対応する接点に接して配置されてい
る。その結果、システムが使用されていないとき、モジ
ュールの内のどちらか一方、または、両方のバッテリー
の再充電が可能となる。安全を確保するために、箱に
は、蓋があってもよいし、鍵をつけてもよい。

【００１６】前記第１の周辺モジュールがデータ記憶装
置を含む場合、データを読み出す接点が、スタンド上に
設けられてよい。その結果、データが、自動的に、また
は、要求されたときに、コンピュータにダウンロードで
きる。本発明の第３の観点によれば、操作者の一本の指
に装着されるように適合されたリングと、前記リングに
取付けられたハウジングと、光ビームを生成し、放射す
るために配置されたハウジング内の光放射器とを有し、
前記指で指し示すことによって、操作者は光ビームを指
向する光ポインタモジュールを提供している。レーザポ
インタは、上に述べたボタン機構やコード機構のような
トリガ機構を内蔵することが望ましい。

【００１７】光ビームの可視効果を強調するために、光
放射手段は、可視レーザダイオード(ＶＬＤ)を含むこと
が好ましい。なお、その出力は、平行光学システムを通
過する。所定のレベルでレーザの出力を維持する電子制
御手段が設けられてよい。バッテリーが、ハウジング内
に設けられることが好ましい。

【００１８】本発明の第４の観点によれば、光ポインタ
モジュールであって、携帯用ハウジングと、光ビームを
生成するように配置されたハウジング内の光放射器と、
前記光ビームを選択的に走査するための走査要素と、前
記モジュールが安定したビームを放射する第１の位置
と、前記モジュールが走査ビームを放射するように前記
走査要素が作動する第２の位置とで操作者による操作が
可能なスイッチとを具備した光ポインタモジュールを提
供している。

【００１９】本発明の第５の観点によれば、操作者の身
体に装着できるように適合された光学システムにおい
て、光ビームを生成し、放射するための光放射器を有す
る光学モジュールと、前記光学モジュールに接続され、
操作者の身体の一部の周りに装着されるように適合され
たものであって、前記モジュールに電力を与えるための
バッテリーを内蔵するバンドとを備えた光学システムが
提供される。

【００２０】本発明は、いろいろな方法で実施されてよ
い。そして、幾つかの特別な実施形態が、今、実例を通
して、参照図とともに述べられる。

【００２１】

【発明の実施の形態】図１に、本発明の第１の実施形態
に対応する携帯用光学式走査システムを示す。光学式走
査モジュール１は、リング形状の取付器を使って、操作
者３の一本の指に着脱可能に取り付けられる。着脱可能
な取付装置は、所望のアプリケーションのために使用さ
れ易いように適当に適合された従来型機種のいずれであ
ってもよい。例えば、電球と、フレキシブル・ソケット
取付器と、スライド式取付器を使用することができる。
また、他の取付器が、移動制限部材とともに使用されて
よい。

【００２２】光学式走査モジュール１に加えて、操作者
３は、第１の周辺モジュール７を腕に、また第２の周辺
モジュール９を別の腕に装着している。図から明らかな
ように、走査モジュール１は、操作者が読み取られるバ
ーコード記号１３に向かって導かれる走査レーザビーム
１０を放射する。バーコード記号１３は、印刷される
か、さもなくば、例えば、操作者３が、物流や販売目的
のために得ることを望む物品１１に張り付けられる。走
査ビーム１０は、バーコード記号１３から反射される。
そして、反射光１２は、第１の周辺モジュール７によっ
て検出される。

【００２３】図２に、操作者の衣服に接続される周辺モ
ジュール７’によって検出されるバーコード記号１３か
ら戻る反射光１２に関し、図１の実施形態の変形例を示
す。変形例には、操作者のシャツの胸ポケットまたはシ
ャツに留められた検出装置を含む周辺モジュールが示さ
れている。もちろん、周辺モジュール７’が、衣服の他
の部分に繋げられたり形成されたりする他の方法（不記
載）も予想される。

【００２４】図３に、走査モジュール１の内部機能と、
第１の周辺モジュール７との概要を示す。モジュール１
は、光ビーム１０を生成、走査するための装置を内蔵す
る。ＶＬＤドライバ１ｂを有する可視レーザダイオード
(ＶＬＤ)１ａも内蔵されることが望ましい。ビーム１０
の走査は、走査要素１ｃと、走査要素ドライバ１ｄとに
よって達成される。電力は、小さなバッテリー１ｅによ
って供給される。

【００２５】第１の周辺モジュール７は、戻る光ビーム
１２を検出するために一緒に配置された光検出器７ｅと
受信回路７ｄとを含む。受信回路からの出力は、バーコ
ード記号１３があらわす英数字の情報を解読するデコー
ダ７ａを通過する。また、第１の周辺モジュールは、キ
ー・ボード、および／または、例えば、時間表示のよう
な他の可能な機能７ｇとともにディスプレイ７ｃを含ん
でよい。その結果、モジュール７は、それが光学式走査
システムの部分として使用されないとき、通常の時計と
して兼用される。ラジオ周波数(ＲＦ)または他のワイヤ
レス送信器７ｂは、バッテリーパック７ｆまたは他の電
源とともに、ユニットを形成する。

【００２６】使用において、デコーダ７ａから発せられ
たデコードされた情報は、デコーダ７ｂから、操作者の
他の腕または手首に配置された第２の周辺モジュール９
へのワイヤレスリンクによって通過される。また、ラジ
オ送信機７ｂを、第２の周辺モジュール９または分離ベ
ースステーション１５からの信号の受信が可能な送信機
とすることも可能である。

【００２７】第２の周辺モジュール９は、第１のモジュ
ール７、および／または、ベース・ユニット１５の通信
のためのラジオ受信機９ａとラジオ送信機９ｂとを内蔵
する。一般的に、対応送信周波数は、区別される。第２
の周辺モジュール９は、さらに、送信されたアナログ信
号をデジタル信号に変換し、従来の方法で信号をデコー
ドするデジタル処理回路９ｃを内蔵する。デコードがう
まくいった場合、操作者に、光表示器、音響警告器また
は音響変換器９ｄは、信号を発信する。また、このよう
な警告は、他に、表示ユニット９ｅ上に表示された情報
によって提供されることも可能である。また、メモリ記
憶装置９ｈは、デコードされたデータの一時的な記憶の
ために含まれることが好ましい。システムへのデータ入
力のためにキーボード９ｆ、および／または、タッチス
クリーンが使用されてよい。第２の周辺モジュールに電
力を供給するためにバッテリー９ｊが設けられている。
代りに、または、加えて、例えば、ベルト２１の上で示
されるように、操作者の身体に接続される分離電源１９
から延長コード１７を経由して供給されることも可能で
ある。

【００２８】操作者の好みによって、第２の周辺モジュ
ールを右手または時計（実際に、時計として機能するこ
とも可能である）のように手首に、光学走査モジュール
１と第１の周辺モジュールを左手に装着することもでき
る。他の実施形態（不記載）のように、第２の周辺モジ
ュール９を、第１の周辺モジュール７に内蔵せず、ユニ
ットの全ての機能を使うも可能である。もちろん、図に
示されるよりも大きな第１の周辺モジュールを作っても
よい。

【００２９】図１および図２に示される装置において、
光学式走査モジュール１と第１の周辺モジュールまたは
第２の周辺モジュールのどちらか一方の間では、ケーブ
ルがないか、または、他の物理的な接続があるのが注目
される。これは、システムの装着性を向上させ、操作者
への抵抗を少なくする。また、ワイヤが内ということ
は、たぶん、操作者が、示された装置を装着して、いろ
いろ異なった仕事をしようとして動きまわったとき、引
っ掛かることが少なくなるため、より安全となる。

【００３０】上で述られた実施形態の変形例において、
走査要素１ｃと走査ドライバ１ｄとは、ビーム１０をほ
ぼ固定されたビームとするように光学式走査モジュール
１から除かれてもよい。このような装置を装着して、操
作者は、手や腕を物理的に動かす。その結果、バーコー
ド記号１３上をビーム１０が手動で走査される。このよ
うな装置は、モジュール１のサイズと重量とを削減でき
る利点をもつ。また、機械的または電気的な走査をしな
いですむばかりでなく、バッテリー１ｅのサイズをも実
際に削減できる可能性がある。使用のための適当なモジ
ュールは、この変形例とともに、図５に示され、その詳
細が、以下に述べられる。

【００３１】図４に、本第２の発明の第２の実施形態の
概要を示す。この実施形態において、バーコード記号１
３から反射される光１２は、反射光を検出するように、
物品１１の表面を見下ろす光検出装置７２の分離検出ユ
ニット７０の固定されたバンクによって検出される。検
出器ユニットは、アイテム１１の通過に沿うコンベア７
６に隣接して配置されたスタンド７４に取り付けること
ができる。そのかわりに、検出器ユニット７０を、キャ
ッシュレジスタに取り付けるか接続することも、天井に
取り付けることもできる。また、ランプを吊るすのと同
様にケーブルによって天井から吊るしてもよい。さらに
また、周囲、少なくともコンベアの部分的な周り、のト
ンネル内に取り付けることもできる。

【００３２】この実施形態において、走査要素１ｃと走
査要素ドライバ１ｄがあるとないとにかかわらず光学式
走査モジュール１が、図１および図３に示された走査モ
ジュールと同じであることが好ましい。もし、これら
が、モジュール内に設けられていないならば、操作者
は、ビーム１０を読み取られるバーコード記号の上で、
手動で、走査しなければならない。さらにそのかわり
に、（不記載）ハンドヘルド型ポインタまたはハンドヘ
ルド型スキャナを使用することもできる。しかし、それ
ぞれの場合で、検出装置は、走査面に固定されて取り付
けられている。

【００３３】これらの場合において、光学式走査モジュ
ール１は、ビーム走査のメカニズムを内蔵していない。
モジュール１は、効果的に、リング状に取り付けられた
レーザポインタとなる。前に述べたように、このような
ポインタは、読み取られるマーク上を単純なビーム手動
走査による走査アプリケーションのために使用されても
よいし、また、他に反射ビームを検出する分離検出装置
を操作者の身体に固定して取り付けるか、接続するかし
て設けてもよい。しかしながら、この種のレーザポイン
タは、図５からわかるように走査アプリケーションの制
限を受けない。なお、レーザポインタは、講義、セミナ
ー、会議等のあらゆる公的なプレゼンテーションに使用
されてよい。

【００３４】図６に、レーザポインタのある好ましい機
能を示す参考例を示す。図６に示された実施形態は、図
５と図１，図２，図３のアプリケーションの両方に等し
く適用可能である。このレーザポインタ１は、ハウジン
グ上部１００に接続する操作者の指に装着できるように
適合されたリングまたはシャンク部１０２を具備する。
ハウジング内に、可視レーザダイオード(ＶＬＤ)や他の
電源１０８に電力を供給するバッテリー１０３がある。
ＶＬＤは、金属のホルダー／ヒートシンク１０６に取り
付けられている。ＶＬＤから発生した光は、複数のレン
ズを具備する光学的システム１１０を通過し、出射窓１
１２を抜けて出力する。光学的なシステムは、平行光に
されたビーム、すくなくともある程度平行光にされたビ
ームを提供するのが好ましい。レーザの出力を所定のレ
ベルで維持し、また、トリガメカニズムとして作動する
電子回路１１３が設けられている。

【００３５】リング１０２の１側面上に、操作者の親指
で作動できるトリガボタン１０４が設けられている。こ
のように、操作者は、レーザビームのスイッチを容易に
切り替えることができる。代替え、および／または、追
加切替メカニズムが、操作者の中指に取り付けられた別
のリング１１６と、コード１１４によってリング１０２
とによって提供されてもよい。図６（Ｂ）に示されるよ
うに、操作者は、中指を折り曲げることにより、コード
を引っ張ることで装置を操作してもよい。これは、人差
し指と一緒に中指を曲げるか、人指し指とは別に中指を
伸ばすかによって実施することができる。

【００３６】この種の装置は、講義で手軽に使用でき、
しかも便利である。そして、操作者は、手を、常に自由
に動かせる。できればリングを人指し指か薬指に取り付
けることによって、指示精度を向上させることが好まし
い。代替え、および／または、追加の切替メカニズム
は、リング１０２の正面または側面に配置された近接セ
ンサの制限使用によって提供されてもよい。米国特許第
5,280,162号に、「物体検出」またはバーコード読み取
り装置における近接検出技術として、リファレンスが記
載されている。このようなシステムの回路内の識別信号
を適当に設定することによって、親指またはその詳細が
図１１、図１２、図１３に関連して示される「自己トリ
ガ」モードの実施形態における装置によって、センサを
トリガしてよい。また別の実施形態では、非常に小さい
近接センサが使用されている。その結果、ユニットは、
操作者の親指以外に遠方のターゲットをトリガできな
い。その実施形態において、制限された近接領域が提供
される実施形態では、近接領域は、非常に制限されてい
る。

【００３７】図７に、指示目的のために固定レーザビー
ムまたは走査レーザビームを提供することができるハン
ドヘルド型レーザポインタ２００の概要が示されてい
る。固定レーザビームは、スクリーン上で視準される点
やドットを生成するという事実に基づき、走査ビーム
は、線や円を生成する。もし、操作者が、指摘しようと
する文や図に下線を引いたり、円で囲ったりしたいと思
うとき、特に、これは便利である。

【００３８】図７で示されたポインタは、手による作動
が可能な多位置スイッチ２０４を有するハンドヘルド型
ボディ２０２を内蔵する。ボディ２０２の内部に、マイ
クロマシンである小さなミラー２０８上にビームを導く
短波長ＶＬＤ（可視レーザダイオード）２０６がある。
これは、ビームを、ハウジング内のウインドウ２１０の
外に反射し、その結果、指摘ビーム２１２を提供する。
ミラー２０８を選択的に視準するために走査要素２１４
が設けられ、その結果、ビーム２１２が走査される。

【００３９】スイッチ２０４の第１の位置では、レーザ
ダイオード２０６のスイッチが切られ、ビームは生成さ
れない。第２の位置では、レーザダイオードのスイッチ
が入れられ、卓上ミラー２０８から反射され、その結
果、固定指示ビーム２１２が提供される。スイッチの第
３の位置では、走査要素２１４が作動し、ビーム２１２
が走査され、その結果、指摘される面上に可視線が生成
される。好ましい実施形態において、走査は、スクリー
ン上に生成された線がまっすぐとなるように１次元でお
こなわれる。しかしながら、他の実施形態において、走
査要素２１４は、ビーム２１２を２次元走査できる。そ
の結果、スクリーン上に円のようないかなるリサージュ
図形をも形成できる。これ以上に複雑な走査装置もまた
もくろまれている。その結果、例えば、長方形や他のい
かなる図形でもスクリーン上に像として投影できる。

【００４０】もし、トリガ２０４が、多位置トリガであ
るならば、装置は、トリガのある位置では直線を、ま
た、別の位置では円を投影することが可能となる。ま
た、トリガの別の位置では、長さが異なる線、および／
または、サイズの異なる円、または、他の像を投影する
ことができる。もちろん、ビーム２１２の走査による像
は、固定されたビームによって生成されるドットの見え
具合に比べ、見え具合が良くない。その代わり、トリガ
２０４の位置にしたがって、レーザの出力パワーが増加
される。

【００４１】ハンドヘルド型に代えて、図７に、リング
内、特に前述のリングのうちのどれにでもその内に構築
されてよい装置が示されている。このような場合、自然
に、トリガ２０４は、適当なトリガまたはリング上のス
イッチに置き換えられる。例えば、もし、図７における
装置が図６に示されるようなリング内に構築されるなら
ば、トリガ２０４は、トリガボタン１０４（図６
（Ａ））またはコード１１４（図６（Ｂ））によって、
簡単に置き換えられる。もちろん、ボタン、および／ま
たは、コードが多位置であることが好ましい。他に、例
えば、固定ビームを生成するためと、走査ビームを生成
するためとの幾つかのスイッチが考えられる。（不記
載）既に前に述べられた機種における装着可能な装置の
ためのバッテリーは、一般的に、装置の容量の重要な部
分を占め、そして、さらにその重量に寄与する。例え
ば、図１〜図４に示される装置のように、実際に電力が
要求される場合、分離バッテリーパック１９が、しばし
ば、必要な電力を提供するための最も便利な方法とな
る。しかしながら、前に述べた実施形態の変形例におい
て、電力は、代りに、あるいはまた別に、操作者の腕や
手首や指の周りに巻き付けるバンドの部分に形成される
薄いフレキシブルなバッテリーによって提供される。特
に、図１において、腕バンド３０２，３０４と同様に、
リストバンド３０６は、そのようなバッテリーとなるこ
とができる。図６においては、リング１０２が、バッテ
リーとなることができる。

【００４２】バッテリーは、リチウムポリマーで、再充
電可能なタイプで、適当な形状に単純にきれるのが好ま
しい。このようなバッテリーは、ある装置の操作のため
に、それだけで十分な電力を供給してよい。また、別の
場合において、バッテリーは、補助バッテリーとして使
用されてよい。その結果、必要となるかもしれない追加
の電池のサイズを縮められる。

【００４３】図８に、外形に関するコンセプトが示され
ている。リチウムポリマーバッテリーであることが好ま
しいフレキシブルバッテリー片４０４は、リング形状に
形成されるか、または、スキャナ、および／または、ポ
インタ４０２に取り付けられている。装置のサイズに依
存して、バンド４０４は、操作者の指や、手首や、腕の
周りにはめられてよい。

【００４４】図９に、実践的な実施形態が、より詳細に
示されている。フレキシブルバッテリー片４０８は、２
つの円形スナップスプリング４１８，４２０に取り付け
られている。スナップスプリング４１８は、正のバッテ
リーターミナルに取り付けられ、スナップスプリング４
２０は、負のバッテリーターミナルに取り付けられてい
る。スプリング４１８の一方の端部には接触部４１０が
あり、また、別のスプリング４２０の反対側の端部に
も、同じような接触部分４１２がある。これらは、スキ
ャナ、および／または、レーザポインタ４０６の面の下
部の溝４１４，４１６に対応してはめ込まれる。その結
果、必要な電気電力が提供される。

【００４５】バッテリーと接触部の正確な形状と配置
は、もちろん、決定的なものではない。図９に示された
実施形態において、スプリング４１８，４２０の形状を
薄い、スプリングワイヤとすることもできる。これらの
代りに、形状を、ダイアグラム面から外部に延長する平
坦な板バネとすることもできる。第１の場合において、
スキャナ、および／または、レーザポインタ４０６が、
接触部４１０，４１２を受ける盲栓を形成するソケット
４１４，４１６とともに設けられている。代りに、スプ
リングが、板バネの形状である場合、接触部４１０，４
１２は、図面の垂直方向に、単純に、適当な溝４１４，
４１６にスライドされてもよい。どちらの場合において
も、製造プロセスの間に、バッテリーのプラスチック保
護ジャケット内に、スナップスプリング４１８，４１２
が、内蔵されることが好ましい。

【００４６】その装置をつけたり、はずしたりすること
を簡単にするために、別の実施形態（不記載）が、スキ
ャナ、および／または、レーザポインタの下面につなが
るバッテリーの一方の端部に設けられている。もう一方
の端部は、簡単にはずせるクラスプに接続している。装
置を装着したり、はずしたりするために、操作者は、単
にクラスプをはずしたり、スキャナ、および／または、
レーザポインタの下面から離れたバッテリーを繋げたり
する。

【００４７】図１０では、図１に示されたシステムとと
もに使用するのが適当である収納箱５００が示されてい
る。箱は、底部５０２と、錠が掛けられて繋がれた蓋部
５０４とを具備する。底部５０２の内に、時計７（図１
に記載）を収納するための第１の窪み５０６と、リング
１（図１に記載）を収納するための第２の窪み５０８と
がある。便益と安全収納とを提供することに加えて、箱
５００は、時計７、および／または、リング１に内蔵さ
れるいかなるバッテリーも再充電するバッテリー充電装
置（不記載）を内蔵する。結局、時計が、窪み５０６内
に配置されるとき、その後面は、電極５１０と接触する
ようになる。同様に、バンド部がスロット５１２に押し
込まれるとともに、リングが窪み５０８内に配置される
とき、それは、他の電極に接触するようになる。電力
は、箱の外側のソケット５１４にプラグされた主要電源
を経由してこれらの電極に提供される。マイクロスイッ
チ５２０が閉じられることによって蓋部５０４が閉じら
れているとき、再充電（例えば、一晩）されることによ
って電極再使用可能となる。

【００４８】ある実施形態においては、データを記憶す
るために、図１の時計７が使用されてもよいし、その内
側に対応するメモリ・チップを有してもよい。時計が窪
み５０６内に配置されるとき、その後面の電気的な接触
部分は、窪みの底部で対応する接触部分５２２に接す
る。そして、時計内のデータは、外部コンピュータ（不
記載）にデータソケット５１６を経由して自動的にダウ
ンロードされるか、ダウンロードされることを要求され
てよい。

【００４９】自己トリガモード 本発明の他の重要な特性は、操作モードにおいて、手動
トリガスイッチを必要としないことである。すなわち、
走査の開始と、バーコード読み取り操作の開始とを、人
間工学の観点から、最も上手に実践するために、適応可
能な「自己トリガ」または「物体検出」を、いろいろな
状況における操作者要求に基づくアプリケーションとし
て考えられる固定取付型、ハンドヘルド型（ハンドサポ
ート型を含む）、リング型、指取付型、身体取付型等と
して、いろいろ実行できることである。走査領域内の物
体を検出した後で、物体検出を含む「スリープ」モード
と、「走査」モードとを操作可能にする走査システムに
ついては、その背景に関する情報が、本譲受人の特許で
ある米国特許第5,280,162号に、リファレンスとして述
べられている。

【００５０】別の先行技術として、高周波でブリンクす
る赤外線ＬＥＤを使用した構成がある。光検出器は、Ｌ
ＥＤがブリンクする周波数での信号に対応するアナログ
回路に接続されている。バーコードの付いた物体がスキ
ャナの前に配置されたとき、ある波長の赤外線は、検出
装置に反射されて戻る。回路は、走査を開始する検出装
置への「トリガ」信号を検出することによって、これに
対応する。

【００５１】このような先行技術におけるシステムは、
幾つかの短所を有する。信号検出装置の回路を組むこと
は原価が高くなり、スキャナが複雑になる。また、ＬＥ
Ｄも電力を消費する。これは、バッテリー電力のアプリ
ケーションにおける短所となる。検出領域は、検出され
る物体のサイズと色とによって変化する。これは、トリ
ガを誤ってかけさせ、読み取りの誤りや無駄な電力の消
費を引き起こす。

【００５２】また別の先行技術において、３走査のため
に、レーザが作動し、１走査された後、その作動が終了
する自動トリガの構成がある。作動したレーザが何かを
走査する間に、もし、バーコードに類似するものが、走
査領域内のどこかで検出されるならば、レーザは、記号
がデコードされるか、所定の時間が経過するかするまで
移動しない。その後、スキャナは、ブランクを再び開始
する。

【００５３】これは他の先行技術と比べ、スキャナに回
路を追加する必要のない点で優れている。また、真のバ
ーコード、少なくともバーコードに似たようなものが検
出されるときにのみ、それが開始されるため、トリガの
掛け違いが少なくなる。そして、その範囲は、走査され
るアイテムのサイズや色に関して適合する。しかしなが
ら、ある操作者には、レーザのブリンクは、視覚的に苦
痛となる。また、物体を検出するために走査を３回行う
ため、検出も遅くなる。（レーザが放射されていないと
き、記号の検出はできない。）また、長い走査線に沿っ
て記号を検出するため、読み取りの誤りも生じうる。さ
らに、レーザが作動したとき、レーザと、制御および監
視機能を実行する検出装置は、ブリンクと検出とを制御
するために作動し続けなければならないため、これらに
よる電力消費量も大きい。

【００５４】さらに、他の先行技術において、レーザが
始終作動されている構成がある。通常、このような構成
は、レーザのライフタイムをすぐ終えてしまうので、商
業用途としては不適当である。また、レーザと、スキャ
ナ・ハウジングの周辺とを加熱させ、レーザの寿命をさ
らに短くする。さらに、消費電力も、実際、大きい。デ
コーダを除いて、レーザは、ハンドヘルド型走査システ
ムの他のいかなる部品よりも消費電力が大きい。

【００５５】ブランクレーザモードは、モータの連続作
動が要求されるので、寿命の非常に長いモータと共に使
用される場合のみ実用的となる。これらのモータは、寿
命が長く、しかも、消費電力も少なく、スキャナの周辺
を加熱することもない。４走査のうちの１走査において
レーザをブランクさせれば、温度を低く維持できて、他
の回路による熱を適当に抑え、熱の発生を最小限にする
と考えられるため、その寿命が十分長くなることが実験
計測からわかっている。

【００５６】本発明では、走査がされる毎に作動するレ
ーザの作動時間の２５％しか作動時間を必要としないレ
ーザを有する方法が提供されている。但し、レーザが作
動している時間も２５％ととなる。１秒間に３６回走査
する一般的なスキャナにおいて、２７．７ミリ秒が各走
査にかかる。よって、もし、レーザが、各走査において
６．９ミリ秒のみ作動するならば、その時間は、一般的
なスキャナの２５％ですむ。そして、レーザは、４走査
のうちの１走査にレーザが作動するスキャナと同じライ
フタイムを有することになる。例えば、我々の研究にお
いては、２５％とという数字が選択されているが、考え
られる特定のアプリケーションでは、それが適当な数字
となってよい。

【００５７】図にもどって、図１１（Ａ）および図１１
（Ｂ）に、先行技術として知られるレーザビーム走査パ
ターンの写像の概要が示されている。図１１（Ｂ）は、
米国特許第4,933,538号における図に類似している。こ
こで、ｔ２は、ｔ１よりも遅い時間である。図１２
（Ａ）、図１２（Ｂ）および図１２（Ｃ）に、本発明に
よるレーザビームパルスパターンの写像の概要を示す。
好ましい実施形態、図１２（Ａ）において、レーザは、
４回目毎の走査により発生する長い走査線の代りに、走
査の度に発生する短い走査線が、スキャナの操作者が見
えるように、レーザの作動は、その走査時間の真中でな
されるべきである。１秒間に３６回の走査は、人間の目
が識別可能な光のちらつきの周波数以上であるため、ブ
リンクは、短い走査線にはあらわれない。１秒間に９回
のみブリンクするバーコード読み取り装置の存在ととも
に、ちらつきは、十分に見ることができる。

【００５８】両走査方向において、走査の中央で作動す
るレーザを確認するための何等かの方法がとられなけれ
ばならない。もし、ブリンクが、マイクロプロセッサに
よって制御されるならば、デコードにも同様のものが使
用されることが好ましい。これは、以下のように、容易
に成就される。もし、米国特許第5,212,627号および第
5,367,151号に記載されるようなその自然な周波数で作
動するモータが使用されるならば、ブリンクは、モータ
にシンクロナイズされるべきである。なぜならば、モー
タの周波数は、個々によって少し変化するからである。
ここで、これらの特許は、本発明とともに使用される好
ましい走査モータの構成を示すリファレンスによって具
体化される。これは、モータ駆動回路によって提供され
る走査開始信号（Ｓ．Ｏ．Ｓ．）を使うことで実行でき
る。Ｓ．Ｏ．Ｓ．信号は、常にモータにシンクロナイズ
されている。Ｓ．Ｏ．Ｓ．信号は、モータがある方向に
駆動するとき、高く、別の方向に駆動するとき、低い。
モータが、各走査の終わりで方向を変えるとき、高から
低へ、また、低から高へ送信される。レーザの作動は、
図１３（Ａ），図１３（Ｂ）および図１３（Ｃ）のタイ
ミングチャートに示されるように、制御することができ
る。図１３（Ａ）は、図１２（Ａ）に対応するレーザビ
ームパルスパターンの実施形態におけるタイミングチャ
ートである。そして、図１３（Ｂ）および図１３（Ｃ）
は、レーザビームパルスパターンの別の実施形態のタイ
ミングチャートである。Ｓ．Ｏ．Ｓ．信号が、モータと
ともにレーザ・ブリンクを同期するために使われると
き、考慮されるべきである走査開始信号によって生じる
２種類のタイミングエラーがある。走査の開始では、常
に同期がとられているわけではない。例えば、時々、モ
ータは、左から右に走査するのに２７ミリ秒かかり、右
から左に走査するのに２８ミリ秒かかるかもしれない。
加えて、Ｓ．Ｏ．Ｓ．信号は、一般的に、モータが方向
を逆転する時間に正確に対応しないで送信される。Ｓ．
Ｏ．Ｓ．信号の送信は、検出回路に依存しており、一般
的に、約１、２ミリ秒遅れる。

【００５９】これらの変化は、ブリンクを制御するマイ
クロプロセッサによって以下のように補正することがで
きる。まず、スキャナに、電力が供給されたとき、デコ
ード装置内のソフトウェアは、走査開始信号をつかっ
て、各方向での走査時間を計測する。つぎに、各方向に
関し、デコード装置は、計測された走査時間の３／８に
等しい値を計算する。つぎに、ソフトウェアのプログラ
ムは、この値から、実際にモータの回転が遅くなったこ
とにより生じる走査開始信号の遅れ時間（ミリ秒）をひ
く。（１、２ミリ秒が一般的である。）信号の遅れ時間
は、使用される特定機種のモータの構成と、駆動回路と
から決定されねばならない。信号の遅れ時間は、与えら
れた構成の全てのユニットに関して、殆ど同じである。

【００６０】走査の開始に変更が生じたとき、デコード
装置は、遅れが生じた特定の走査方向に関し、上で計算
された時間で待機する。つぎに、計測された走査時間の
２５％で、レーザを作動させる。この処理は、走査開始
信号が送信されるたびに繰り返され、新しい走査の開始
を指示する。必要ならば、レーザ制御回路の応答時間が
遅れを補正することも追加してできる。

【００６１】以上、全てが適切に実施されたとき、完全
な走査線よりも短く、完全な走査線に対して中央にある
走査線が見える。この短い線は、左から右へ、また、右
から左への走査間において照らされる。レーザは、走査
時間のほんの２５％作動するだけであるが、見ることが
可能な走査線は、ビームが走査領域の中央で速く移動す
るため、走査線の合計よりも２５％長くなる。同期モー
タのある一般的な走査システムにおいて、実験では、短
い走査線は、レーザは、完全な走査線の場合に比べ、ほ
んの２５％の時間しか作動していないにもかかわらず、
完全な走査線よりも約３３％広いことが示されている。

【００６２】上で述べたように、本発明では、ターゲッ
トに向かって導かれるレーザビームを生成し、第１の期
間中にターゲット平面上にパルス化された比較的短い線
像を生成するための走査手段と、記号を読み取るための
第２の期間中に記号全体を掃引する殆ど連続する広角度
なレーザ・ビームと、そのような記号によってあらわさ
れるデータに対応する電気信号を生成するためにそのよ
うな記号からの反射光を受けるための検出手段とを含む
ユニットから離れたターゲット上のバーコード記号を読
み取るための光学的スキャナが提供されている。第１、
第２の期間は、標準操作の使用の間、繰り返される。

【００６３】このシステムは、以下の記号を検出するた
めに使用される。スキャナに電力が供給されたとき、レ
ーザは、上記のように、ブリンクを開始する。操作者
は、読み取られる記号における短い可視走査線を照準す
る。さもなければ、もし、スキャナが固定されて取り付
けられているならば、記号は、短い可視走査線の下に配
置されている。

【００６４】走査線が記号または記号のある部分を横切
るとき、スキャナは、記号をデコードを開始することが
できる。もし、それが失敗すれば、２、３秒後に、ある
いは、デコードが始まるまで、短い走査線が戻るまでの
時間、すべての走査時間でレーザが作動される。同一記
号からの多数デコードすることは、それが見えなくなる
時間（通常０．５〜１秒）まで、同一の記号を再度デコ
ードすることのないように、デコード装置をプログラム
することによって可能となる。

【００６５】この自己トリガ手段は、以下の利点を有す
る。ちらつきを識別する周波数以上でブリンクするた
め、ちらつきが現れない。物体が走査領域の中央にある
ときのみ、しかもバーコードのような物体のみを検出す
るため、トリガ・ミスの可能性が少なくなる。複雑な回
路を付け加える必要がなく、不可視赤外線センサよりも
容易に照準できる。ハンドヘルド型、固定取付型および
装着型スキャナが使用できる。各走査毎の記号の検出が
可能なため、４回の走査のうちの１回、第４回目の走査
毎にブリンクするレーザよりも応答が速い。

【００６６】さらなる適合によって、消費電力をさらに
削減することができる。もし、必要ならば、レーザの走
査を１つ置き、あるいは２つ、３つおよび４つ置きにし
て、レーザの走査時間を２５％まで短縮して、レーザを
作動することもできる。この方法を用いると、ちらつき
が見えてしまうかもしれないが、バッテリー電源を使う
アプリケーションでは、その使用が可能であると思われ
る。さらに加えて、レーザは、検出時間の間、高い周波
数を変調できる。これは、その消費電力を、それが作動
している時間で、半分にまで削減できる。

【００６７】これらの計測によれば、スキャナ（デコー
ド装置を除く）は、平均電流で、その検出モード時にお
いて、１０ｍＡ以下で走査できる。これは、約３０ｍＡ
で操作される購買可能な可視レーザ・ダイオードの１つ
が使用されることを想定している。もし、それが、４回
目の走査の２５％でブリンクするならば、その平均電流
は、１．８７５ｍＡで流れる。もし、その作動時間中、
それが５０％の所定サイクルで変調されるならば、その
平均は１．８７５ｍＡとなる。我々が今日製作する同期
モータは、０．５ｍＡで作動する。トータルで９．４３
ｍＡで、８ｍＡ以下で使用されるように製作された増幅
器と、デジタイザと、モータ制御装置と、レーザ・レギ
ュレータとを含むアナログ回路を想定してください。
（ここで、３〜５ボルトの電流が使われている） 時々、ボードの搭載されていないデコード装置を有する
トリガのないスキャナが所望される。それは、ハンドヘ
ルド型スキャナのために製作された現在のデコード装置
と互換であることが理想的である。もしこれがなされる
べきであるならば、現在のデコード装置は、レーザのブ
リンクを制御するソフトウェアを有する必要がある。こ
れは、トリガを設けずに、またインテル社の基準のデコ
ード装置使わずに接続することは不可能である。もし、
廉価のマイクロプロセッサが、デコード装置のないスキ
ャナにおいて、レーザのブリンクと記号の検出とを制御
するために使用するならば、この問題を回避することは
可能である。

【００６８】上で述べたようなブリンクの制御を実行す
ることができる入手可能な小型マイクロプロセッサがあ
る。レーザをブリンクさせる同じマイクロプロセッサ
は、レーザのブリンクが実行されている間、デジタイザ
の出力をモニタできる。もし、それが、記号の存在の可
能性を指示するためのデジタル化された十分な数の要素
を検出するならば、それは、もし、誰かが丁度トリガを
かけた場合に、記号を表示する遠方のデコード装置に送
信する信号を抽出するシミュレートされたトリガを生成
することができる。そのシンボルが再移動されたとき、
その「トリガ」が自動的に解除される。

【００６９】適当なブリンクのサイクル数のために、例
えば２５％が使用される。もし、ライフタイムの長いレ
ーザが使用されるか、また、ライフタイムがあまり長く
なくてよい場合には、もちろん、比較的高いサイクル数
が使用される。また、熱環境では、決して操作されない
スキャナも比較的高いサイクルで操作される。もし、熱
環境でスキャナが操作されるならば、消費電力を削減す
るために、比較的低い周波数が使用される。

【００７０】サイクル数は、読み取り装置をプログラミ
ングするか、さもなくば、特殊バーコードを走査するこ
とによって、操作者が選択可能とすることができる。こ
れによって、スキャナを環境に容易く適応させることが
できる。本発明は、積層されたバーコードを含むバーコ
ード、または、code49, PDF417等と似た記号論での２次
元バーコードの読み取りに対応して述べられてはいる
が、また、本発明において見出されるされるアプリケー
ションとして、文字のような他の種類のマークから、ま
たは、走査される物品の表面特性から情報が抽出される
いろいろな機械視覚装置または光学的な文字認識装置
に、本発明を使用する方法も考えられる。

【００７１】いろいろな実施形態のすべてにおいて、ス
キャナの要素は、単一プリント回路ボードまたは集積モ
ジュールとして、スキャナ全体が組み込まれる非常にコ
ンパクトなパッケージ内に組み付けられてよい。このよ
うなモジュールは、いろいろ異なるデータ取り込装置の
ためのレーザ走査要素として、交換可能に、使用され
る。例えば、モジュールが、リング型、ハンドヘルド型
または身体装着型スキャナや、フレキシブルな腕、テー
ブル表面またはテーブルの下部に延長して取り付けられ
た卓上型スキャナや、高度なデータ取り込システムの副
部品にかわるがわる取り付けられて使用される。このよ
うな部品と連結する制御装置やデータ線は、モジュール
が、データ取り込システムの他の要素と連結するマッチ
ング・コネクタに、電気的に接続されるように、モジュ
ールのエッジや外面に取り付けられた電気接続装置に接
続されてよい。

【００７２】個別モジュールが、それと連結する特定の
走査またはデコード特性、例えば、ある作動距離での操
作または特定の記号論、印刷密度での操作を有してもよ
い。特性は、また、ソフトウェア通して、または、モジ
ュールに連結された制御スイッチの手動設定によって規
定されてよい。また、操作者は、異なるタイプの物品を
走査するために、データ取り込システムを採用してもよ
い。さらにまた、システムは、単純な電気コネクタを通
してデータ取込装置のモジュールを交換することによっ
て、異なるアプリケーションのために採用されてもよ
い。

【００７３】また、上に述べら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、データ記憶装
置、アプリケーションソフトウェアおよびデータベース
のような１、２の部品を含むそれ自身が含まれたデータ
取り込システム内で実施されてよい。このようなシステ
ムは、また、データ取り込システムと、ローカルエリア
ネットワークまたは電話回線ネットワーク内の他の部品
とが、モデムか、ＩＳＤＮインターフェースかを通し
て、また、ポータブルターミナルからポータブルまたは
卓上受信装置、ベースステーションと、低い電力でのラ
ジオ放送によって、通信することを可能にする通信イン
ターフェースを含んでよい。

【００７４】上で述べたそれぞれの、または、２つ以上
が一緒になった機能は、上に示したタイプとは異なる別
のタイプのアプリケーションにおいて有効であるかもし
れないことが理解されるであろう。本発明は、実施形態
の中に、図解され、説明されてはいるが、それがホン発
明の範囲を、示された我意詳細のみに限定することを意
味しない。それらをいろいろ変形したり、構造的に変化
を出せても、それらが本発明の精神に則っている限り、
本発明の範囲を逃れることには、ならない。

【００７５】前記記述は、本発明の要点を十分に示して
いるので、解析をより深く進めなくとも、第三者は、現
在の知識を応用することによって容易くそれを、選考技
術の観点から本発明の一般的なあるいは専門的な特性と
して、いろいろなアプリケーションに、十分に、かつ、
本質的に構築できる機能をもれなく適応することができ
る。よって、このような適応例は、以下のクレーム文と
同じ内容を意図し、その範囲内に含まれる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態による携帯用光学式走
査システムを示す。

【図２】本発明の第１の実施形態による携帯用光学式走
査システムを示す。

【図３】図１および図２で示されたリングユニットとリ
ストユニットの概観を示す。

【図４】本発明の第２の実施形態による携帯用光学走査
システム示す。

【図５】本発明の第３の実施形態にによるレーザポイン
タを示す。

【図６】（Ａ）および（Ｂ）に、図５のレーザポインタ
とともに、また、図１または図４のどちらか一方の携帯
用光学式走査システムとともに、使用されてよいトリガ
メカニズムを示す。

【図７】本発明の他の実施形態のハンドヘルド型レーザ
ポインタ／レーザスキャナを示す。

【図８】また別の実施形態である操作者の身体にフレキ
シブルバッテリを取り付けるためのポインタまたはスキ
ャナに接続するためのバンドを示す。

【図９】図８に示された装置の実施形態をあらわす。

【図１０】図１の携帯用光学走査装置とともに使用する
ための収納箱を示す。

【図１１】（Ａ）、（Ｂ）は、先行技術として知られる
レーザビーム走査パターンの概要を示す。

【図１２】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は本発明によるレー
ザビームパルスパターンの概要を示す。

【図１３】（Ａ）は図１２（Ａ）に対応するレーザビー
ムパルスパターンの１つの実施形態のタイミングチャー
ト、（Ｂ）、（Ｃ）はレーザビームパルスパターンの他
の実施形態のタイミングチャートを示す。

【符号の説明】

１ 光学式走査モジュール（例えば、レーザポインタ） １ａ ＶＬＤ １ｂ ＶＬＤ駆動回路 １ｃ 走査要素 １ｄ 走査要素駆動回路 １ｅ バッテリー ３ 操作者 ７ 第１の周辺モジュール ７ａ デコーダ ７ｂ ワイヤレス送信器 ７ｃ ディスプレイ ７ｄ 受信回路 ７ｅ 光検出器 ７ｆ バッテリパック ７ｇ その他の機能 ９ 第２の周辺モジュール ９ａ ラジオ受信機 ９ｂ ラジオ送信機 ９ｃ ディジタル処理回路 ９ｄ 音響警告器・音響変換器 ９ｅ 表示ユニット ９ｆ キーボード ９ｈ 記憶装置 ９ｊ バッテリー １０ 走査レーザビーム １１ 物品 １３ バーコード記号 １５ ベースユニット １７ 延長コード ２１ ベルト ７４ スタンド １０２ リング １０４ トリガボタン １１６ リング １１４ コード ２０６ レーザダイオード ４１８ スナップリング ４２０ スナップリング

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 フレディリック ハイマン アメリカ合衆国 カリフォルニア州 95030 ロスガトス ウッドアクレス 16500 (72)発明者 ポール デヴォーキス アメリカ合衆国 ニューヨーク州 11790 ストーニー ブルック バーカー ドラ イブ 39 (72)発明者 エドワード バーカン アメリカ合衆国 ニューヨーク州 11764 ミラープレース エンチャンティッド ウッズ コート ３ (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 クレーン ネッ ク ロード 19 (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 ミクロス シュテルン アメリカ合衆国 ニューヨーク州 11367 フラッシング ジュエル アベニュー 138ー31 (72)発明者 マーク クリシュバー アメリカ合衆国 ニューヨーク州 11788 ホッポージー カールドン レーン 26

Claims (68)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 異なる光反射率のマークを読み取るため
   の光学システムにおいて、 読み取るべきマークを照明するための光ビームを生成
   し、発光するための光発光器を有する光学モジュール
   と、 前記光学モジュールから分離して別々に収容され、検出
   した反射光に対応する電気信号を生成するための光検出
   装置を有する第１の周辺モジュールとを備えたことを特
   徴とする光学システム。
2. 【請求項２】 前記光学モジュールは、操作者の指に取
   り付けられるように適合されたリング形状の部分を有す
   ることを特徴とする請求項１記載の光学システム。
3. 【請求項３】 前記光学モジュールは、操作者の手によ
   って握られるように適合されていることを特徴とする請
   求項１記載の光学システム。
4. 【請求項４】 前記光学モジュールは、固定支持部材に
   取り付けられることを特徴とする請求項１記載の光学シ
   ステム。
5. 【請求項５】 前記第１の周辺モジュールは、操作者に
   よって装着できる衣服の一部として取り付けられること
   を特徴とする請求項１記載の光学システム。
6. 【請求項６】 前記第１の周辺モジュールは、操作者の
   手に握られるように適合されていることを特徴とする請
   求項１記載の光学システム。
7. 【請求項７】 前記第１の周辺モジュールは、固定支持
   部材に取り付けられることを特徴とする請求項１記載の
   光学システム。
8. 【請求項８】 前記第１の周辺モジュールは、検出され
   た情報を、前記第１の周辺モジュールから分離され、間
   隔をおいて別々に収容された第２の周辺モジュールに送
   信するためのワイヤレス送信器を含むことを特徴とする
   請求項１記載の光学システム。
9. 【請求項９】 前記第１の周辺モジュールは、前記シス
   テムへのデータを入力するためのキーボードまたはタッ
   チスクリーンを有することを特徴とする請求項１記載の
   光学システム。
10. 【請求項１０】 前記第２の周辺モジュールは、操作者
    によって装着できるように適合されていることを特徴と
    する請求項８記載の光学システム。
11. 【請求項１１】 前記第２の周辺モジュールは、固定支
    持部材に取り付けられることを特徴とする請求項８記載
    の光学システム。
12. 【請求項１２】 前記第２の周辺モジュールは、それ自
    体を含む携帯用ユニット内に収容されていることを特徴
    とする請求項８記載の光学システム。
13. 【請求項１３】 前記第２の周辺モジュールは、前記検
    出された情報を、前記第１の周辺モジュールから分離さ
    れ、間隔をおいて別々に収容されたベースステーション
    に送信するためのラジオ周波数送信器を含むことを特徴
    とする請求項１０記載の光学システム。
14. 【請求項１４】 前記第２の周辺モジュールは、操作者
    によって持ち運びできるように適合され、前記システム
    にデータを入力するためのキーボードまたはタッチスク
    リーンを含むことを特徴とする請求項８記載の光学シス
    テム。
15. 【請求項１５】 前記光学モジュールは、バッテリーに
    よって電力が供給されることを特徴とする請求項１記載
    の光学システム。
16. 【請求項１６】 前記第１の周辺モジュールは、バッテ
    リーによって電力が供給されることを特徴とする請求項
    １記載の光学システム。
17. 【請求項１７】 前記第２の周辺モジュールは、バッテ
    リーによって電力が供給されることを特徴とする請求項
    １記載の光学システム。
18. 【請求項１８】 前記光学モジュールは、前記放射され
    た光ビームを自動的に走査するための走査手段を含むこ
    とを特徴とする請求項１記載の光学システム。
19. 【請求項１９】 前記光学モジュールは、前記光ビーム
    を一定方向に固定して放射するために配置されており、
    操作者は、前記光学モジュールを手で動かすことによ
    り、前記光ビームを前記マーク上で走査することを特徴
    とする請求項１記載の光学システム。
20. 【請求項２０】 前記第１の周辺モジュールは、前記光
    学モジュールと同じ腕に装着されるように配置されてい
    ることを特徴とする請求項２記載の光学システム。
21. 【請求項２１】 前記第１の周辺モジュールは、手首装
    着式モジュールの形態であることを特徴とする請求項１
    記載の光学システム。
22. 【請求項２２】 前記手首装着式モジュールは、腕時計
    を組み込んでいることを特徴とする請求項２１記載の光
    学システム。
23. 【請求項２３】 前記光学モジュールは、ペン型ハウジ
    ングを有することを特徴とする請求項１記載の光学シス
    テム。
24. 【請求項２４】 前記第１の周辺モジュールは、読み取
    るべきマークを有する物品が通過するように配置されて
    いるコンベアの上方に位置決めされていることを特徴と
    する請求項８記載の光学システム。
25. 【請求項２５】 前記第１の周辺モジュールは、キャッ
    シュレジスタユニットの一部を形成することを特徴とす
    る請求項８記載の光学システム。
26. 【請求項２６】 異なる光反射率の部分を有するマーク
    を読み取るためのための光学システムにおいて、 前記マークを照明する光ビームを生成し、前記マークか
    ら反射された可変強度の反射光を作り出すための光放射
    器と、 前記反射光を検出し、反射光の強度をあらわす電気信号
    を生成するための光検出器とを設け、 前記光放射器は、光ビームが操作者の１本の指の自然に
    指示する方向に指向する位置で前記指に装着できるよう
    に適合されたハウジングを有し、 前記光検出器は、前記光放射器から間隔をおいて別々の
    位置で操作者によって装着されるように適合されたハウ
    ジングを有することを特徴とする光学システム。
27. 【請求項２７】 前記ハウジングは、リング部分を有す
    ることを特徴とする請求項２６記載の光学システム。
28. 【請求項２８】 前記光放射器は、前記光ビームを自動
    走査するためのスキャナを含むことを特徴とする請求項
    ２６記載の光学システム。
29. 【請求項２９】 前記光放射器は、前記光ビームを一定
    方向に放射するために配置されており、操作者は、前記
    光放射器を手で動かすことにより、前記光ビームを前記
    マーク上で走査することを特徴とする請求項２６記載の
    光学システム。
30. 【請求項３０】 操作者の一本の指に装着されるように
    適合されたリングと、前記リングに取付けられたハウジ
    ングと、 光ビームを生成し、放射するために配置されたハウジン
    グ内の光放射器とを有し、 前記指で指し示すことによって、操作者は光ビームを指
    向することを特徴とする光ポインタモジュール。
31. 【請求項３１】 前記光放射器は、レーザから成ること
    を特徴とする請求項３０に記載の光ポインタモジュー
    ル。
32. 【請求項３２】 前記レーザは、レーザダイオードであ
    ることを特徴とする請求項３１記載の光ポインタモジュ
    ール。
33. 【請求項３３】 前記光ビームが通過する平行光学シス
    テムを含むことを特徴とする請求項３０記載の光ポイン
    タモジュール。
34. 【請求項３４】 前記ポインタモジュールは、バッテリ
    ーによって電力が供給されることを特徴とする請求項３
    ０記載の光ポインタモジュール。
35. 【請求項３５】 前記ハウジング内に含まれるバッテリ
    ーを含むことを特徴とする請求項３４記載の光ポインタ
    モジュール。
36. 【請求項３６】 前記光放射器をオン／オフするための
    手動操作スイッチを含むことを特徴とする請求項３０記
    載の光ポインタモジュール。
37. 【請求項３７】 前記スイッチは、前記リング上のボタ
    ンから成ることを特徴とする請求項３６記載の光ポイン
    タモジュール。
38. 【請求項３８】 前記スイッチは、プルコードを具備す
    ることを特徴とする請求項３６記載の光ポインタモジュ
    ール。
39. 【請求項３９】 前記プルコードは、前記ポインタが装
    着された操作者の指に隣接する指に装着されるように配
    置された他のリングに取付けられていることを特徴とす
    る請求項３７記載の光ポインタモジュール。
40. 【請求項４０】 前記ポインタモジュールは、操作者の
    人差し指に装着されるように配置され、操作者の親指に
    よって動かされる前記スイッチのために調整されている
    ことを特徴とする請求項３７記載の光ポインタモジュー
    ル。
41. 【請求項４１】 前記スイッチは、近接センサによって
    作動することを特徴とする請求項３６記載の光ポインタ
    モジュール。
42. 【請求項４２】 前記近接センサは、使用時に、前記モ
    ジュールの隣接する位置での操作者の親指の動きを検出
    するように配置されていることを特徴とする請求項４１
    記載の光ポインタ・モジュール。
43. 【請求項４３】 光ポインタモジュールであって、 携帯用ハウジングと、 光ビームを生成するように配置されたハウジング内の光
    放射器と、 前記光ビームを選択的に走査するための走査要素と、 前記モジュールが安定したビームを放射する第１の位置
    と、前記モジュールが走査ビームを放射するように前記
    走査要素が作動する第２の位置とで操作者による操作が
    可能なスイッチとを具備したことを特徴とする光ポイン
    タモジュール。
44. 【請求項４４】 前記走査要素は、１次元で前記ビーム
    を走査するように配置されていることを特徴とする請求
    項４３記載の光ポインタモジュール。
45. 【請求項４５】 前記走査要素は、２次元で前記ビーム
    を走査するように配置されていることを特徴とする請求
    項４３記載の光ポインタモジュール。
46. 【請求項４６】 前記走査要素は、リサージュ図形を生
    成するように配置されていることを特徴とする請求項４
    ５記載の光ポインタモジュール。
47. 【請求項４７】 前記リサージュ図形は円であることを
    特徴とする請求項４６記載の光ポインタモジュール。
48. 【請求項４８】 前記光放射器は、前記スイッチが第２
    の位置にあるとき、増加した電力で動作するように配置
    されていることを特徴とする請求項４３記載の光ポイン
    タモジュール。
49. 【請求項４９】 操作者の１本の指に装着されるように
    適合されたリングを具備することを特徴とする請求項４
    ３記載の光ポインタモジュール。
50. 【請求項５０】 操作者の身体に装着できるように適合
    された光学システムにおいて、 光ビームを生成し、放射するための光放射器を有する光
    学モジュールと、 前記光学モジュールに接続され、操作者の身体の一部の
    周りに装着されるように適合されたものであって、前記
    モジュールに電力を与えるためのバッテリーを内蔵する
    バンドと、 を備えたことを特徴とする光学システム。
51. 【請求項５１】 前記バンドは、操作者の手首の周りに
    装着されるように適合されたことを特徴とする請求項５
    ０記載の光学システム。
52. 【請求項５２】 前記バンドは、操作者の腕の周りに装
    着されるように適合されたことを特徴とする請求項５０
    記載の光学システム。
53. 【請求項５３】 前記バンドは、操作者の指の周りに装
    着されるように適合されたことを特徴とする請求項５０
    記載の光学システム。
54. 【請求項５４】 前記光学モジュールは、レーザポイン
    タであることを特徴とする請求項５０記載の光学システ
    ム。
55. 【請求項５５】 前記光学モジュールは、レーザスキャ
    ナであることを特徴とする請求項５０記載の光学システ
    ム。
56. 【請求項５６】 前記光学モジュールは、バーコード読
    取り装置であることを特徴とする請求項５０記載の光学
    システム。
57. 【請求項５７】 前記バッテリーは、フレキシブルであ
    ることを特徴とする請求項５０記載の光学システム。
58. 【請求項５８】 前記バッテリーは、リチウム・ポリマ
    ー・バッテリーからなることを特徴とする請求項５０記
    載の光学システム。
59. 【請求項５９】 さらに、前記バンドは、形状保持スプ
    リングを含むことを特徴とする請求項５０記載の光学シ
    ステム。
60. 【請求項６０】 前記形状保持スプリングは、前記バッ
    テリーのターミナルを形成することを特徴とする請求項
    ５９記載の光学システム。
61. 【請求項６１】 前記形状保持スプリングは、前記光学
    モジュール内にスナップ適合していることを特徴とする
    請求項５９記載の光学システム。
62. 【請求項６２】 前記第１の周辺モジュールのための収
    納スタンドを含むことを特徴とする請求項１記載の光学
    システム。
63. 【請求項６３】 前記第１の周辺モジュールは再充電可
    能なバッテリーを含み、前記収納スタンドはバッテリー
    充電器を内蔵することを特徴とする請求項６２記載の光
    学システム。
64. 【請求項６４】 前記第１の周辺モジュールはデータ記
    憶要素を含み、前記収納スタンドは、ダウンロード可能
    なように前記データ記憶要素に記憶されるデータを通し
    てデータ読み出し接点を内蔵することを特徴とする請求
    項６２記載の光学システム。
65. 【請求項６５】 前記収納スタンドは、収納コンテナを
    具備することを特徴とする請求項６２記載の光学システ
    ム。
66. 【請求項６６】 ユニットから少し離れて目標上のバー
    コード記号を読み取るための光学スキャナであって、 第１の期間中に、レーザビームを目標に向かって指向
    し、目標面上にパルス化された比較的短いイメージライ
    ンを生成するための走査手段と、 記号を読み取るための第２の期間中に、記号全体を掃引
    する殆ど連続な広角度なレーザビームと、 前記バーコード記号によって表わされるデータに対応す
    る電気信号を生成するために、前記バーコード記号から
    の反射光を受けるための検出手段とを具備することを特
    徴とする光学スキャナ。
67. 【請求項６７】 前記走査手段は、前記レーザビームを
    生成するための半導体レーザ光源を含むことを特徴とす
    る請求項６６記載の光学スキャナ。
68. 【請求項６８】 前記走査手段は、前記第１の期間中、
    パルス化された狭角度のビームを生成するような走査周
    期の部分の間のみで、前記レーザビームを動かし、前記
    第２の期間で前記バーコード記号を読み取るときに、広
    角度なビームを生成し、走査周期中連続的に動作するこ
    とを特徴とする請求項６６記載の光学スキャナ。