JPH03132887A - レーザー走査ヘッド - 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、一般にはバーコード記号などの記号を読み取
るためのレーザー走査装置、より詳細には使用者が支持
して、読み取る各記号に向けることができる、軽量で、
複数の構成部品から成る携帯式レーザーダイオード走査
ヘッドに関するものである。詳しく述べると、本発明は
、走査ヘッドが使用者の目に容易に見えない、または実
質上見えない光線を放射したり、受け取ったりするとき
、読み取る各記号を目で見て捜し出し、時には追跡する
ために使用する照準光装置と、前記照準光装置を制御す
る操作スイッチと、レーザーダイオード光学装置と、照
準光線を反射するが、容易に目に見えない光を透過する
光学素子と、一体構造の多目的走査／集光／収束ミラー
と、走査ヘッドの単一銃把部または走査ヘッドに着脱可
能な互換性銃把部の中に所望により１個以上の部品を収
納することができる互換性部品設計と、走査ヘッドの選
定した透明部分を光が透過しないように被覆する遮光カ
バーに関するものである。

従来の技術 これまで、物品に付けられたバーコード記号を光学的に
読み取って物品を識別する各種の光学式読取り装置や光
学式走査装置が開発されている。

バーコード記号自体は、種々の幅のスペースと種々の幅
のバーで構成されたコード化パターンであり、バーとス
ペースは異なる光反射特性を有する。

読取り装置や走査装置は、バーコード記号すなわちコー
ド化パターンを、物品を表す多数の英数字デイジット表
示へ電気光学的に復号する。たとえば、米国特許第４　
、２５１　、７９８号、同第４　、３６０　、７９８号
、同第４，３６９，３６１号、同第４，３８７，２９７
号、同第４，４０９．４７０号、同第４，４６０．１２
０号には、このような−船釣方式の走査装置が開示され
ている。

上に挙げた一部の特許明細書に開示されているように、
このような走査装置の特に有用な実施例は、使用者が保
持した手持ち式携帯レーザー走査ヘッドからレーザー光
線を放射すること、走査ヘッド詳しく言えばレーザー光
線を読み取る記号に狙いをつけること、記号を横切る一
連の走査でレーザー光線を反復走査すること、記号から
反射されたレーザー光線を検出すること、および検出さ
れた反射光線を復号することの諸機能を備えている。レ
ーザー光線は、通常は、必ずしもそうとは限らないが、
約６３２８人の波長で赤色レーザー光を放射するヘリウ
ムネオンガスレーザーによって作られる。赤色レーザー
光は使用者の目に見えるので、使用者は、容易に走査ヘ
ッドを記号に正しく向けて、放射された赤色レーザー光
を記号の上に位置決めし、記号を横切って走査すること
ができる。

しかし、たとえば米国特許第４．３８７，２９７号、同
第４，４０９，４８０号、および同第４，４６０，４２
０号に記載されているように、レーザー光線が半導体レ
ーザーダイオードによって作られる場合には、レーザー
ダイオードが放射したレーザー光線が使用者の目に容易
に見えなければ、記号に対し走査ヘッドの狙いをつける
ことはかなり難しい。あるレーザーダイオードの場合、
レーザー光は約７８００人の波長で放射されるが、これ
は赤外線に非常に近く、目に見えるぎりぎりの光である
。このレーザーダイオードの光は、暗室では使用者の目
に見えるが、レーザーダイオードの光が周囲光によって
隠されてしまうような明るい環境では使用者の目に見え
ない。さらに、レーザータイオードの光が記号を横切っ
て掃引され、移動している場合や、特にレーザーダイオ
ードの光が毎秒数回たとえば毎秒４０走査の割合で掃引
されている場合には、たとえ暗室内でも、レーザーダイ
オードの光は使用者の目に見えない。このように、レー
ザー光の波長、レーザー光の強度、レーザー光が使用さ
れる環境内の周囲光の強度、走査速度など、１つまたは
それ以上の要因およびその他の要因のため、レーザーダ
イオードの光は、実際に目に見えなくなったり、ここで
定義するように、容易に目に見えなくなったりする。

しかし、使用者はレーザーダイオードの光を容易に見る
ことができないので、少なくとも大きな困難と逐行努力
をしなければ、レーザーダイオードの光を記号に向ける
ことができない。それ故、使用者は走査レーザーダイオ
ードの光が偶然に記号に正しく置かれて記号を横切るこ
とに期待して試行錯誤であちこち探索し、一般には指示
ランプの点灯または信号音発生装置のビーフ音によって
記号が首尾よく復号され、読み取られたことを走査装置
が使用者に知らせるまで待つ必要があった。

この探索方法は、特に、日常的に大量の記号を読み取ら
なければならない業務では、能率が悪く、時間のかかる
手順である。

それにもかかわらず、できるだけ軽量に、小型に、能率
的に、安価に、かつ使用し易いように作ることが望まれ
るレーザー走査ヘッドにおいては、容易に目で見えない
という性質にもかかわらず、レーザーダイオードはヘリ
ウムネオンガスレーザーに比べて小型で、より軽量で、
所要電力が小さく（電源は１２Ｖ以下）、そして同期検
出および高い信号／雑音比のために直接変調されるので
、レーザーダイオードはヘリウムネオンガスレーザーよ
りも有利である。

しかし、上記の利点にもかかわらず、不可視性は別にし
て、レーザーダイオード自体のいくつかの光学的性質の
ために、レーザーダイオード光線を走査ヘッドの外の一
定の基準面で所望のスポットサイズ（たとえば、６〜１
２ミルの円形スポットサイズ）に収束し、前記スポット
サイズを所定の焦点深度（視野内のどこに置かれた記号
でも首尾よく復号し、読み取ることができる作動距離）
内の基準面の両側で規定公差内に維持することは容易で
ない。たとえば、ヘリウムネオンガスレーザー光線の波
長に比べて、レーザーダイオード光線は波長が長いので
、同じスポットサイズの場合、作動距離をより短くする
必要がある。また、レーザーダイオード光線は、大きく
発散し、異なる平面内で異なる角度で発散し、半径方向
に非対称である。すなわち、ガスレーザー光線が光の伝
播する縦方向に垂直なすべての平面内で約１ミリラジア
ンの同一の小さい発散角を有するのに対し、レーザーダ
イオード光線はダイオードのｐｎ接合面に平行な平面で
は約２００　ミリラジアンの大きな発散角を有し、ｐｎ
接合面に垂直な平面では約６００ミリラジアンのより大
きな異なる発散角を有する。

単一横断モード（ＴＥＮ。０）において、ガスレーザー
光線が半径方向に対称な円形断面を有するのに対し、レ
ーザーダイオード光線は半径方向に非対称な楕円形断面
を有する。

実例として、上に述べた収束の問題を解決し、レーザー
ダイオード光線の半径方向非対称性を無視するいわゆる
幾何学的手法では、もし走査ヘッドから約３．５″の基
準面で約９．５ミルの直径を持つようにビームスポット
を収束したければ、光学倍率は８０倍以上になる。しか
し、このような高倍率を、１個の光学的収束素子で達成
しようとすれば（たとえば、米国特許第４，４０９，４
７０号参照）収束素子を精密に製造し、位置決めし、調
整しなければならないであろう。もし米国特許第４　、
３８７　。

２９７号に示唆されているように、０．２５程度の大き
な開口数で設計されたレンズ系に数個の光学的収束素子
を用いて、大きく発散するレーザーダイオード光線を受
入れ、そして高倍率を収束素子間で配分するようにすれ
ば、各収束素子の機械的公差はより緩和され、また位置
決め工程や調整工程はより簡単になるであろう。しかし
、単一光学素子構造に比べて、複数光学素子構造はヘッ
ド内に広い空間を占め、重量が増し、コストが高い。

また、レーザーダイオード光線の楕円形スポットは、記
号内のボイドや記号上のほこりを無視することと、記号
を横切る走査の際、ガスレーザー光線の円形スポットに
比べて明暗がより急激に変わるので、一定の場合には望
ましいけれども、これらの有益な特徴が生じるのは、楕
円形スポットの長径が記号の高さに沿って並んだときで
ある。

したがって、上記の望ましい特徴を得るには、レーザー
ダイオード光線を記号に対し一定の向きに正しく合わせ
なければならない。レーザーダイオード光線に対し記号
がランダムな向きに置かれる状況では、走査ヘッドを巧
みに操ってレーザーダイオード光線を記号に正しく向け
なければならない。このため、レーザーダイオード光線
を用いて特に大量に記号を読み取る方法は、既に能率が
悪く、時間のかかる度合いがさらにひどくなる。アナモ
フィックコリメータを使用して楕円形レーザーダイオー
ド光線スポットを円形化することは可能であるが、光学
素子の数、空間、重量、およびコストが増大する。

初期のガスレーザー式およびレーザーダイオード式レー
ザー走査ヘッドのもう１つの固有の欠点は、異なる用途
に簡単に適応できないことである。

各ユーザーの要求はそれぞれ異なる。あるユーザーは検
出された反射光を記号を表すデータへ復号し、その復号
処理を制御する電子回路網を走査ヘッドに搭載すること
を要求するかも知れないし、別のユーザーはこの電子回
路網を走査ヘッドから離れた場所に配置することを要求
するかも知れない。さらに別のユーザーは再充電式電源
あるいはデータ記憶装置を走査ヘッド内に配置するが、
離れた場所に配置するかどうかについて異なる要求を有
するかも知れない。したがって、従来のレーザー走査装
置は、多かれ少ながれ、ユーザーごとに注文生産しなけ
ればならなかったが、これは製造面または販売面からみ
て全く好ましいことではなかった。また、ユーザーがシ
ステム要求を変更したい思っても、ユーザーは変更する
ことをあきらめるか、または別のシステムを購入しなけ
ればならなかった。

初期のレーザー走査ヘッドのもう１つの欠点は、各走査
ヘッドに別個の光透過窓が設けられていることである。

この別個の窓は所定の場所に接着しなければならない独
立部品であるために、時間が経つと、特に走査ヘッドが
頻繁に機械的衝撃を受けたり、粗末に扱われた場合には
、接着がはがれることがしばしば起こる。いったん窓が
はずれると、湿気、はこり、その他の汚染物質が走査ヘ
ッドに入り込んで内部の光学装置や電子回路網を覆って
、それらの意図する動作を妨げるおそれがある。

発明が解決しようとする課題 本発明の第１の目的は、従来のレーザー走査装置の上記
欠点を克服することである。

第２の目的は、使用者が簡単に走査ヘッドを記号に向け
れるようにすること、より詳細には、走査ヘッドから発
射された容易に見えないレーザー光線を記号に向け、記
号から反射された前記レーザー光線を集めること、また
はそのどちらか一方を行えるようにすることである。

第３の目的は、記号を走査する前および走査中に、使用
者が簡単に半導体レーザーダイオードから発射された容
易に見えないレーザー光線を記号を横切って向けれるよ
うにすることである。

第４の目的は、特に長い作動距離で、試行錯誤探索法を
用いずに、半導体レーザーダイオード光線を記号に向け
れるようにすることである。

第５の目的は、能率を高め、半導体レーザーダイオード
光線による記号の光学的読取りに必要な時間を短縮する
ことである。

第６の目的は、走査の前に半導体レーザーダイオード型
スキャナで記号を正確に捜し出し、そして走査のとき前
記スキャナで記号を正確に追跡することである。

第７の目的は、制作し、そしてレーザーダイオードに対
し正確に位置決めしなければならない高精度、高倍率の
単一光学的収束素子を必要とせずに、そしてヘッド内で
大きな空間を占有する複数の光学的収束素子を必要とせ
ずに、はぼ楕円形断面を有し、大きく発散し、半径方向
に非対称の、長い波長の半導体レーザーダイオード光線
を、簡単に、走査ヘッドの外の一定の基準面で所望の光
スポツトサイズに収束し、前記スポットサイズを所定の
被写界深度内の基準面の両側で規定公差内に維持できる
ようにすることである。

第８の目的は、ヘッド内に、照準用光線を反射するが、
半導体レーザーダイオード光線を透過する新規な光学素
子と、新規な一体構造の多目的走査ミラー／集光ミラー
／収束ミラーを有する効率のよいコンパクトな折れ曲が
った光路を設けることである。

第９の目的は、レーザー走査装置および照準光装置の動
作を制御するための操作スイッチを設けることである。

第１０の目的は、異なるユーザーの異なる要求に走査ヘ
ッドを適応させるため、走査ヘッドに取り付けられた単
一銃把部または簡単に交換可能な銃把部内に異なる部品
を収納できるヘッド部品用のモジューラ構造を提供する
ことである。

第１１の目的は、非常に軽量で、流線形で、コンパクト
な構造で、手持ち式で、完全携帯式で、取扱いが容易で
、腕や手首の疲労が少なく、そして記号、詳細には工業
的用途に使用される白黒の記号や、ＵＰＣ（１ｌｎｉｖ
ｅｒｓａｌ　Ｐｒｏｄｕｃｔ　　Ｃｏｄｅ）として知ら
れる形式のバーコード記号を光学的に読み取るとき使用
者が完全に支えることができるレーザーダイオード走査
ヘッドまたは（および）走査装置を提供することである
。

第１２の目的は、走査ヘッドに汚染物質が入らないよう
に密封することである。

課題を解決するための手段 上記の目的およびあとで明らかになるであろうその他の
目的を達成するため、本発明は、第１のｗＡ様として、
レーザー徒査装置の手持ち式レーザー走査ヘッドを、読
み取る記号に向けるとき使用する照準光装置を提供する
。走査ヘッドの中に、い（つかの部品が通常のやり方で
取り付けられている。たとえば、走査ヘッドの中に、入
射レーザー光線を発生する手段たとえば半導体レーザー
ダイオードあるいはガスレーザーが取り付けられている
。さらに走査ヘッドの中に、入射レーザー光線を光学的
に修正（整形）し、第１光路に沿って走査ヘッドの外の
入射レーザー光線の伝播方向に直角な平面内の基準面に
近い作業距離の範囲内に置かれた記号へ導く光学的手段
、たとえば凸レンズ、凹レンズ、反射ミラー、その他の
光学素子が配置されている。便宜上、基準面と走査ヘッ
ドの間に置かれた記号を「近接」記号と定義し、走査ヘ
ッドから遠い基準面の他の側に置かれた記号を「遠方」
記号と定義する。

レーザー光線は記号で反射されるが、少なくとも反射さ
れたレーザー光線の戻り部分は第２光路に沿って記号か
ら走査ヘッドへ進む。記号を走査する手段たとえば走査
ミラーなどの反射面が取り付けられた往復揺動可能な出
力軸を有する走査モ−ターが走査ヘッドの中に設置され
ている。走査は、毎秒数回の割合で記号を横切って繰り
返して掃引することが好ましい。バーコード記号の場合
は記号を構成するバーとスペースの光反射特性が異なる
ために、反射レーザー光線の戻り部分は、走査中、記号
を横断して種々の光強度を有している。

また走査ヘッドは視野に入った反射レーザー光線の戻り
部分の種々の光強度を検出し、検出した種々の光強度を
表すアナログ電気信号を発生する手段たとえば１個また
はそれ以上のフォトダイオードを備えている。さらに走
査ヘッドはアナログ電気信号を処理する手段（通常は、
アナログ電気信号をディジタル電気信号へ変換する信号
処理手段）を備えている。このディジタル電気信号は、
走査した記号を表すデーターへ復号することができる。

走査手段は、記号、または感光素子の視野、またはその
両方を横切って入射レーザー光線を掃引する。

復号／制御電子回路網は、必ず走査ヘッド内のある場所
とは限らず、走査ヘッドから遠い場所に設置されること
もある。復号／制御電子回路網はディジタル信号を前記
のデータへ復号し、そして記号が首尾よく復号されたか
否を判断し、首尾よく復号されたと判断したときは記号
の読取りを終了させる機能を果たす。記号の読取りは、
レーザー光線発生手段、走査手段、感光手段、信号処理
手段および復号／制御手段を作動させるためそれらに接
続され、走査ヘッドに設置された手動操作スイッチを操
作することによって開始される。スイッチは、各記号ご
とに順々に一度操作される。

好ましい実施例においては、スイッチを操作すると、復
号／制御手段が作動し、その復号／制御手段がレーザー
光発生手段、走査手段、感光手段および信号処理手段を
作動させる。

通常の使用では、使用者は走査ヘッドを手で支えて、読
み取る各記号に向けて、記号を捜し出したら、スイッチ
を操作して読取りを開始させる。

記号が読み取られると、復号／制御手段が自動的に使用
者に知らせるので、使用者は次の記号に移り、読取り手
順を繰り返すことができる。

前に述べたように、入射レーザー光線または反射レーザ
ー光が容易に目に見えない場合に問題が起きる。これは
、レーザー光の波長、レーザー光の強度、周囲光の強度
、走査速度、その他の要因の１つまたそれ以上が原因で
起きる。このレーザー光の「不可視性」のため、使用者
は、レーザー光を目で見ることができないので、見えな
いレーザー光線が記号の上に置かれたとき、走査中のレ
ーザー光線が記号の全長を横断して走査しているかどう
かが判らない。

それ故、本発明の照準光装置は、目に見えないレーザー
光を使用する場合に、使用者が目で見て各記号を捜し出
し、走査ヘッドを各記号に向けるのを助ける働きをする
。照準光装置は、走査ヘッドに設置され、スイッチに接
続された作動可能な照準光源、たとえばスイッチを操作
すると使用者の目に容易に見える照準光線を発生する可
視光線発光ダイオードと、同様に走査ヘッドに設置され
、照準光線を照準光路に沿って照準光源から基準面およ
び各記号へ順々に向け、少なくとも記号の一部を目に見
えるように照明して、使用者がそれぞれの記号を捜し出
せるようにする照準手段を備えている。照準光路は、第
１光路または（および）第２光路内にあって、走査ヘッ
ドの外の第１および第２光路部分では、それらの光路と
平行に伸びていることが好ましい。したがって、使用者
は、照準光路の助けを借りて走査ヘッドを読み取る記号
へ正しく向けることができる。

本発明の第１の実施例では、照準光装置は１本の照準光
線を各記号に向け、視野内（記号の中心の近くが好まし
い）の円形スポットを照明する。

走査の前および走査中に使用者が近接記号と遠方記号の
両方を目で見て、捜し出すことができるように、この単
一スポットは、記号を走査している間静止していれば、
いっそう都合がよい。しかし、このような静的単一光線
照準に付随する短所の１つは、走査のとき、使用者が記
号を横切る走査光線の直線走査を追跡できないことであ
る。言い換えると、使用者はレーザー走査の端がどこな
のか判らない、つまり、直線走査が記号の全長を横断し
て伸びているのか、記号に対して傾いているのか判らな
いことである。

本発明の第２の実施例では、照準光装置は一対の照準光
線を各記号に同け、視野内にある互いに離れた一対の円
形スポット領域を照明する。走査の前および走査中に使
用者が近接記号と遠方記号の両方を目で見て、捜し出す
ことができ、かつ走査のとき追跡することができるよう
に、２つのスポット領域は、記号の走査中は静止してい
て、直線走査の両端またはその近くにあることが好まし
い。しかし、このような静的２光線照準に付随する短所
の１つは、照準光源と関連光学装置が２個つづ必要であ
るため、装置が複雑さになり、重量と大きさが増し、コ
ストが高くなることである。

本発明の第３の実施例では、照準光装置は、往復揺動収
束ミラーへ単一照準光線を向け、この往復揺動収束ミラ
ーが各記号を横切るように照準光線を掃引し、視野に沿
って伸びる線状領域を照明する。このような動的照準は
、静的照準に比べて、近接記号をより容易に見て、捜し
出すことができ、かつ走査のとき追跡することができる
ので有利である。しかし、このような動的照準に付随す
る短所は、特に、収束ミラーが毎秒４０走査程度の大き
な走査速度で掃引していると、人間の目に集まる光の強
度が本質的に減少するので、遠方記号を容易に見たり、
捜し出したり、または追跡することができない。

本発明の第４の実施例では、照準光装置は、静止状態と
往復揺動状態を有する収束ミラーへ単一照準光線を向け
る。最初、記号を走査する前に記号を捜し出すことがで
きるように、照準光線は静止した収束ミラーから各記号
へ反射され、視野内（記号の中央が好ましい）のスポッ
ト領域を照明する。そのあと、記号を追跡することがで
きるように、収束ミラーが往復揺動し、照準光線を記号
へ反射し、記号を横切るように照準光線を掃引し、視野
に沿って伸びる線状領域を照明する。このような静的／
動的照準は、走査のとき使用者が近接記号を追跡できる
ようにする（これは、静止単一光線照準のみでは容易に
できない）ばかりでなく、使用者が走査前に少なくとも
遠方記号を捜し出すことができるようにする（これは、
動的照準のみでは容易にできない）ので非常に好ましい
。

はとんどの場合、読み取る記号は近接記号であろうから
、静的／動的照準を組合せた実施例において、遠方記号
の追跡ができないことは重要ではない。

このような静的／動的照準を実現するため、スイッチは
、複数の操作位置を有しており、また直接にまたは復号
／制御手段を介して間接的に照準光源および揺動可能な
収束ミラーに接続されていることが望ましい。スイッチ
が第１位置すなわちオフ状態にあるときは、走査ヘッド
内のすべての部品が非作動状態にある。スイッチが第２
位置すなわち第１機能状態にあるときは、照準光源が起
動され、収束ミラーが所定の時間の間、所定の静止位置
たとえば中央位置に置かれるので、照準光線は読み取る
記号の中央スポット領域を照明することができる。スイ
ッチが第３位置すなわち第２機能状態にあるときは、収
束ミラーの揺動に関係する部品を含む他のすべての部品
が起動され、記号の読取りと、視野に沿う線状領域の照
明が開始される。

上記照準光装置のすべての実施例は、記号上あるいは記
号から少し離して置かれ、記号上を引きずって、あるい
は記号を横切って手で動かされるワンド式またはペン式
読取り装置に装備されている照準光装置とは著しく異な
る。記号に対するペンの角度の巧みな扱い、ペンの速度
、ペンの速度の一様性、その他の要素が重要であるので
、一般に、熟練した使用者には、上述のような動きを行
うことが要求される。いずれにせよ、手動式読取り装置
は、せいぜい１動作で１走査が行われるに過ぎず、もし
最初の試みで記号の読取りがうまくいかなければ、使用
者は何回でも手で走査を繰り返さなければならない。

本発明のもう１つの態様は、はぼ楕円形の光線断面を有
し、大きく発散する、半径方向に非対称のレーザーダイ
オード光線を収束するための新奇な光学手段である。こ
の光学手段は、収束レンズたとえば平凸レンズと、第１
光路内に収束レンズの近くに配置されたアパーチャース
トップから成るものが好ましい。アパーチャーストップ
は、アパーチャーストップの位置における光線断面より
も小さい円形、長方形あるいは楕円形の断面を有するの
で、記号へ向かう途中で入射レーザーダイオード光線の
一部はアパーチャーストップを通過することができる。

アパーチャーストップと境を接する壁は、記号へ向かう
途中で入射レーザーダイオード光線の残りの部分を遮り
、アパーチャーストップを通過するのを阻止する。この
ような光線絞りは、従来の構造たとえば米国特許筒４，
４０９゜４７０号に開示されているものとは著しく異な
る（入射レーザーダイオード光線は意図的に記号に向か
う途中で妨げられずにアパーチャーを通過するのが許さ
れる）。このような光線絞りは、開口数（ｎｕｍｅｒｉ
ｃａｌ　ａｐｅｒｔｕｒｅ）を０．１５〜０．４５程度
の大きな値から０．０５以下の値に小さくし、光学倍率
を大幅に減らすことにより、１個の収束レンズで前に述
べた利点を得ることができる。このような光線絞りは、
レーザーダイオードの出力パワーを犠牲にするが、得ら
れた利点は犠牲を払う十分な価値があり、アパーチャー
ストップを通過した入射レーザーダイオード光線の一部
には、記号を読み取る十分な出力パワーが残っている。

光学系にアパーチャーストップを使用することはよく知
られているが、光線絞りは、記号を読み取るレーザー走
査装置では新奇であり、公表されていないと信じる。前
に述べたように、アパーチャーストップは記号に当たる
入射レーザーダイオード光線の部分のパワーを減少させ
る。一般に、記号から集まる反射レーザー光線に含まれ
るパワーが小さいので、レーザー走査装置の設計者は、
記号に当たって走査する入射レーザー光線の部分のパワ
ーを故意に無駄にすることを望まない。

それに加えて、入射レーザー光線の光束断面すなわちス
ポットサイズが一定であれば、アパーチャーストップを
有する光学系の焦点深度は、アパーチャーストップを持
たない光学系の焦点深度よりも浅いことはよく知られて
いる。通例、レーザー走査装置の設計者は可能な限り大
きな焦点深度を望むので（作動距離はそれに対応して可
能な限り大きくなる）、アパーチャーストップの使用は
避けるべきことである。

また、アパーチャーストップを有する光学系で理論的に
得ることができるレーザー光線スポットの最小サイズは
、アパーチャーストップを持たない光学系のそれよりも
大きいことはよく知られている。したがって、非常に小
さいスポットサイズが要求される場合には、アパーチャ
ーストップを使用することはないであろう。

アパーチャーストップを使用しないレーザー光学系では
、レーザー光線のスポット断面はガウス明るさ分布特性
を有する。対照的に、アパーチャーストップを使用する
レーザー光学系では、光の回折によって、光線スポット
に光の輪すなわち縁取りが生じる。このような光の輪す
なわち縁取りは、実質上光線スポットの大きさを増すば
かりでなく、他の望ましくない効果も引き起こす。この
望ましくない光線スポットサイズの増大は、アパーチャ
ーストップがレーザー走査装置に使用されないもう１つ
の理由である。

この後者に関して、アパーチャーストップを使用するに
は、一般回折理論による複雑な計算を行って光学系を設
計しなければならない。レーザー走査装置の設計者は回
折計算より簡単なガウス光線計算を用いて仕事をする場
合のほうが多い。これが、これまでレーザー走査装置に
アパーチャーストップの使用が提案されなかったもう１
つの理由であると考えられる。

可視照準光線は検出手段の集光ミラーへ反射させるが、
記号から反射され集光ミラーで集められた反射レーザー
ダイオード光線は透過させる、いわゆる「コールドミラ
ー」などの光学素子を使用すれば、非常にコンパクトな
折曲り光路が得られる。この統合光学装置が有するさら
に別の使いやすく経済的な特徴として、前記照準光線の
ための収束ミラーと、前記入射レーザーダイオード光線
のための走査ミラーと、反射レーザー光のための集光ミ
ラーは一体構造の多目的ミラーとして統合されている。

もう１つの非常に望ましい特徴として、走査ヘッドの構
成部品に互換性設計が採り入れられているので、製造業
者は各ユーザーの個々の要求に走査ヘッドを容易に適応
させることができる。したがって、走査ヘッドの単一銃
把部または複数の互換性銃把部の中に種々の部品を収納
することにより、走査ヘッドをユーザーの要求に容易に
適合させることができるばかりでなく、従来の手間のか
かる注文生産を避けることができる。

もう１つの望ましい特徴として、走査ヘッドに取りつけ
た窓が外れて、ヘッドの内部に湿気、はこり、その他の
汚染物が入り込み、一定の条件下でヘッドの動作に悪影
響を与えることがないように、走査ヘッドに別個の窓を
取りつけることを避けている。このため、少なくともヘ
ッドの一部分は一体構造の透明材料でできており、前記
の窓として機能するヘッドの透明部分を除く、ヘッドの
他の透明部分は、遮光性材料のカバーで被覆されている
。カバーはヘッドに耐衝撃手段を付与するためゴムなど
の緩衝性および屈縮性を有する厚手の材料で作ることが
望ましい。

発明を特徴づけると思われる新奇な諸特徴は、特許請求
の範囲に詳しく記載しである。しかし、発明自体、すな
わち発明の構成、使用方法、およびその他の発明の目的
と利点については、添付図面を参照して以下の特定の実
施例の説明を読まれれば、十分に理解することができる
であろう。

実施例 第１図〜第８図に、軽量（１ボンド以下）で、細長い形
態で、流線型で、細い突出部で、手持ち式で、完全に携
帯可能で、取扱いが容易で、腕および手首が疲れないレ
ーザー走査ヘッド１０を示す。走査ヘッド１０は、記号
の読取り、走査または（および）分析を行うレーザー走
査装置に使用され、記号の読取りの前および読取りの間
、使用者が手で支持して、各記号に順々に向けることが
できる。ここで使用する用語「記号」は使用する光源た
とえばレーザーの波長で異なる光反射特性を有する異な
る部分から成る表示も含むものとする。表示は、白黒の
工業用記号、たとえばＣｏｄｅ３９、　Ｃｏｄａｂａｒ
、Ｉｎｔｅｒｌｅａｖｅｄ　２　ｏｆ　５、等や、どこ
でも見かけるＵＰＣバーコード記号であってもよい。

また、表示は任意のアルファベットや（または）数字で
あってもよい。また用語「記号ｊは背景領域の中に置か
れた表示も含むものとする。この場合、表示または少な
くともその一部は背景領域とは異なる光反射特性を有す
る。この後者の定義の場合、記号の「読取り」は、ロボ
ット工学や対象Ｅ’２１にの分野において特に有用であ
る。

最初に第１図〜第３図について説明する。ヘッド１０は
、長方形の断面を有し銃把部の軸線に沿って縦方向に細
長い銃把部１２と、横方向に細長い狭幅の形態の銃身部
１４をもつガン形ハウジングを有する。銃把部１２は、
ヘッド１０が使用者の手にぴったり合い、手の中に保持
することができるような断面寸法と全体サイズを有する
。銃身部１４と銃把部１２は、プラスチック材料など、
軽量で、弾力性があり、耐衝撃性があり、自立性のある
材料でできている。５０立方インチ以下、ある種の利用
では、２５立方インチ以下の容積の内部空間をもつ薄肉
の中空殻を作るため、プラスチック製ハウジングは射出
成形で作ることが好ましいが、真空成形または吹込み成
形で作ることもできる。上記の特定の値は、これらに限
定される訳でないが、ヘッドｌＯ全体の最大サイズと容
積の概算値を与えるものである。

第１図〜第３図に示すように、意図した使用姿勢でヘッ
ドを説明する。銃身部１４は前方に相手側に向かって収
斂しヘッドの最先端の突出部２０で出会う上部前壁１６
と下部前壁１８から成る突き出た前部領域を有する。ま
た銃身部１４は前壁１６．１Ｂの後方に間隔をおいて配
置された後壁２２から成る後部領域を有する。さらに銃
身部１４は上壁２４、底壁２６、および上壁と底壁の間
に互いに平行に配置された一対の向かい合った側壁２８
．３０を有する。

ヘッド１０の銃把部と銃身部が出会う場所であって、意
図する使用姿勢で銃把部を握ったとき通常は人指し指が
置かれる前方に面した領域に、手動操作可能な（押し下
げ可能なことが好ましい）スイッチ３２がピボット軸３
４のまわりに旋回できるように取り付けられている。底
壁２６は、銃把部の軸線に沿って下方に延びて長方形断
面の半径方向内側に延びたつば部分３８で終わる筒状の
首部分３６を有する。首部分３６とつば部分３８には、
前方に面した溝穴が設けられており、その溝穴からスイ
ッチ３２が突き出ている。

銃把部１２は長方形断面の半径方向外側に延びた上部フ
ランジ部分４０を有する。上部フランジ部分４０にも、
スイッチ３２が突き出るように、前方に面した溝穴が設
けられている。上部フランジ部分４０は弾力性があり、
半径方向内側にたわむことができる。上部フランジ部分
４０を首部分３６に挿入すると、上部フランジ部分４０
がつば部分３８に当たり、つば部分３８を越えるまで半
径方向内側にたわむ。上部フランジ部分４０がつば部分
３８を越えると、その固有の弾性で、最初の非たわみ位
置へ素早く戻り、スナップ式留め作用でつば部分３８の
背後に引っ掛かる。銃身部から銃把部を取り外すには、
上部フランジ部分４０がつば部分３８を越えるまで銃把
部の上部を十分にたわませれば、銃把部１２を首部分３
６から引き出すことができる。このように、銃把部１２
は銃身部１４に迅速に取り付けたり、取り外したりする
ことができる。また次に説明するように、１組の交換可
能な銃把部（それぞれにレーザー走査装置の異なる部品
が入っている）から選んだ別の銃把部を銃身部に取り付
けることにより、異なるユーザーの要求にヘッド１０を
適合させることもできる。

ヘッド１０の中に多数の部品が取り付けられており、次
に説明するように、それらの少なくとも一部は、スイッ
チ３２で直接に、あるいは制御用マイクロプロセッサを
介して間接的に起動される。

ヘッド部品の１つは、起動可能な光源（第４図参照）た
とえば半導体レーザーダイオード４２である。スイッチ
３２を操作すると、半導体レーザーダイオード４２は入
射レーザー光線を発生する。

その光は、前に述べたように、使用者に見えず、あるい
は容易に見えず、太き（発散し、半径方向に非対称で、
断面がほぼ楕円形で、７０００Å以上（たとえば、約７
８００人）の波長を有する。都合のよいことに、半導体
レーザーダイオード４２は多数の供給源から入手するこ
とができる、たとえばシャープ■から型式番号ＬＴ０２
０ＭＣで販売されている。半導体レーザーダイオード４
２は持続波タイプでも、パルス波タイプでもよい。レー
ザーダイオード４２に必要な低電圧（たとえば、１２　
Ｖ　ＤＣ以下）は、ヘッド内に装着できる直流電源（バ
ッテリ）から、またはヘッドに着脱可能に取り付けられ
た再充電可能バッテリパック４４（第７図参照）から、
もしくは外部電源（たとえば、直流電源）からヘッドに
接続されたケーブル４６（第２図参照）の電力導線から
供給される。

第４図に示すように、レーザーダイオード４２はプリン
ト回路基板４８に取り付けられている。

ヘッド内に取り付けられた光学装置は、入射レーザー光
線を光学的に修正して第１光路に沿って、ヘッドの外の
突出部２０の前方にある基準面に向けれるように、レー
ザーダイオード４２に対して調整可能に配置されている
。基準面は入射レーザー光線が伝播する縦方向にほぼ垂
直である。読み取る記号は、基準面、または基準面の−
の側、または基準面の他の側に、基準面の近くに置かれ
る、すなわち光学的に修正された入射レーザー光線の焦
点深度の範囲内のどこかに置かれる。前記焦点深度は、
記号を読み取ることが可能な「作動距離」と呼ばれる。

入射レーザー光線は記号から多くの方向に反射する。記
号からヘッドに向かって進む反射レーザー光の部分は「
戻り部分」と呼ばれるが、もちろん使用者の目には見え
ない。

第４図に示すように、光学装置は細長い円筒形の光学筒
５０を有する。その一端に設けられた円筒形ボア５２は
、レーザーダイオード４２の環状ケーシング部分を受入
れ、レーザーダイオードを動かないように保持する。光
学筒５０の他端に、鏡筒５４が縦方向に移動できるよう
に取り付けられている。鏡筒５４はアパーチャーストッ
プ５６、アパーチャーストップ５６を取り囲んでいる遮
光壁部分５８、および内部空間を形成する円筒形側壁部
分６０から成っている。

光学装置は、さらに第１光路内の側壁部分６０の内部空
間に配置された、入射レーザー光線を基準面に収束する
ための収束レンズ６２（たとえば、平凸レンズ）を有す
る。アパーチャーストップ５６はレンズ６２のどちら側
に配置してもよいが、下流側が好ましい。光学筒５０内
に配置されたバイアス手段すなわち引っ張りコイルばね
６４の一端はレーザーダイオードのケーシング部分に当
たっており、他端はレンズ６２の平面側に当たっている
。ばね６４がレンズ６２を常に遮光壁部分５８に押しつ
けているので、レンズ６２はアパーチャーストップ５６
に対し一定の位置に置かれる。

鏡筒５４を縦方向に動かすと、レンズ６２とアパーチャ
ーストップ５６が一緒に動く。側壁部分６０は、最初に
ねじまたは滑らせて光学筒５０に挿入され、一方のレン
ズ６２およびアパーチャーストップ５６と他方のレーザ
ーダイオード４２との間に所望の縦方向間隔が得られた
ら、接着剤または固定金具で光学筒の内壁面に固定され
る。側壁部分６０と光学筒５０の内壁面を縦方向に相対
的に動かすことことにより、レンズ６２とアパーチャー
ストップ５６を調整して位置決めすることができる。ま
たレーザーダイオード４２に対しレンズ６２とアパーチ
ャーストップ５６の位置を固定することにより、レンズ
とアパーチャーストップをレーザーダイオードから所定
の距離に固定することができる。

アパーチャーストップ５６の断面は、入射レーザー光線
のアパーチャーストップの位置における断面より小さい
ので、記号に向かう途中で入射レーザー光線の一部分が
、アパーチャース）７プ５６を通過し、下流に第１光路
に沿って進むことができる。遮光壁部分５８は入射レー
ザー光線の残りの部分を遮って、アパーチャーストップ
５６を通過するのを阻止する。アパーチャーストップ５
６の断面は制作が容易な円形が好ましいが、長方形また
は楕円形でもよい。その場合は、より多くのエネルギー
を記号へ伝達するため、長方形断面の長辺または楕円形
断面の長袖が入射レーザー光線のより大きな発散角と一
直線に並べられる。

入射レーザー光線の基準面における断面のサイズは、回
折の法則にしたがって、とりわけアパーチャーストップ
のサイズ、入射レーザー光線の波長、およびレンズ６２
と基準面間の縦方向距離によって決まる。したがって、
前記波長と縦方向距離が一定であると仮定すると、アパ
ーチャーストップのサイズを制御することにより、入射
レーザー光線の基準面における断面のサイズを容易に制
御Ｉすることができる。またアパーチャーストップをレ
ンズ６２の上流でなく下流に配置すれば、入射レーザー
光線の基準面における断面を決めるときレンズの公差を
考慮しなくてもよい。

レーザーダイオード４２のｐｎ接合すなわちエミッタに
垂直な平面および平行な平面内で光の強度がほぼ均一に
なるように、アパーチャーストップはレーザーダイオー
ド光線の中心に配置される。

レーザーダイオード光線の半径方向非対称のために、ｐ
ｎ接合に垂直な平面における光の強度は光線の中心で最
も明るく、半径方向外側に向かって減少することに注目
されたい。同じことがｐｎ接合に平行な平面についても
言えるが、光の強度は異なる割合で低下する。したがっ
て、好ましい円形の小アパーチャーを、楕円形のより大
きな断面をもつレーザーダイオード光線の中心に配置す
れば、アパーチャーの所で楕円形断面をもつ光線はほぼ
円形断面をもつ光線へ修正され、ｐｎ接合に垂直な平面
および平行な平面内の光の強度はほぼ一定になるであろ
う。アパーチャーストップは光学装置の開口数を０．０
５以下に減らし、単一レンズ６２でレーザー光線を基準
面に収束できるようにすることが好ましい。

好ましい実施例において、レーザーダイオード４２のエ
ミッタとアパーチャーストップ５６間の概算距離は約９
．７　ｍｍ〜９．９　ｍｍである。レンズ６２の焦点距
離は約９．５　ｍｍ〜９．７　ｍｍである。

アパーチャーストップ５６が円形であれば、その直径は
約１．２　ｍｍである。アパーチャーストップ５６が長
方形であれば、その寸法は約ｌｍｍＸ２ｍｍである。光
線の断面は、アパーチャーストップ５６を通過する直前
で、約３．０　ｍｍ　Ｘ　９．３　ｍｍである。単に例
示的に示したこれらの距離と寸法により、光学装置はレ
ーザー光線を修正し、突出部分２０から約３〜４インチ
の基準面における光線断面が約６〜１２ミルになるよう
にレーザー光線を収束することができる。「作動距離」
は、前に定義したように、近接記号を突出部分２０から
約１インチ離れた所から基準面までのどこかに置くこと
ができ、そして遠方記号を基準面から約２０インチ離れ
た所から基準面までのどこかに置くことができる距離で
ある。

アパーチャーストップ５６を通過した入射レーザー光線
の部分は、光学装置によって光軸１０２に沿ってヘッド
内を後方に平面走査ミラー６６へ向けられる。平面走査
ミラー６６は当てられたレーザー光線を別の光軸１０４
に沿って前方に上部前壁１６に取り付けられたレーザー
光透過窓６日を通して記号へ反射する。基準面の近くに
ある典型的な記号１００は、第９図に示すように、バー
コード記号の場合は縦方向に互いに間隔を置いて配置さ
れた一連の縦バーで構成される。参照番号１０６は記号
１００が対する円形不可視レーザースポットを示す。ス
イッチ３２で起動されると、あとで説明するように、走
査ミラー６６は横に反復揺動して直線走査で記号のすべ
てのバーを横断するように長手方向に入射レーザー光線
を掃引するから、第９図に示したレーザースポット１０
６は瞬間的な位置にあることがわかる。第９図のレーザ
ースポット１０６ａ、１０６ｂは直線走査における瞬間
的な両端位置を示す。すべてのバーが掃引されるならば
、直線走査はバーに沿ったどの場所でもよい。直線走査
の長さは読み取ることが予想される最大記号長さより大
きく、好ましいケースの場合、基準面の所で５インチ程
度である。

走査ミラー６６は走査手段の上に設置されている。走査
手段は米国特許第４　、３８７　、３９７号に記載され
ている形式の高速走査モーター７０が好ましい。

走査モーター７０については、モーター７０の出力軸７
２に支持ブラケット７４が固定して取り付けられている
ことを指摘すれば十分であると考える。この支持ブラケ
ット７４に走査ミラー６６が固定して取り付けられてい
る。モーター７０は、円周方向に交互に、所定の長さの
円弧長（一般には、３６０°以下）にわたって、毎秒数
回程度の割合で、出力軸７２を反復揺動させる。好まし
い実施例の場合は、走査ミラー６６と出力軸７２が一緒
に揺動するので、走査ミラー６６は当たった入射レーザ
ー光線を、毎秒約２０走査すなわち４０揺動の割合で、
基準面の所で約３２°の角距離すなわち円弧長にわたっ
て反復掃引する。

再び第２図に戻ると、記号１００を構成する種々の部分
の光反射特性が異なるので、反射されたレーザー光線の
戻り部分は、走査のとき記号の端から端まで種々の光強
度を有する。反射されたレーザー光線の戻り部分は凹球
面集光ミラー７６によって集められ、第２図に示した上
下の境界線１０８．１１０、および第３図の左右の境界
線１１２．１１４で境を示した円錐形集光容積内の太い
円錐形の光の流れである。集光ミラー７６は集めた円錐
光を第２光路の光軸１１６（第３図参照）に沿ってヘッ
ド内に、レーザー光透過素子７８を通して、光検出手段
たとえば感光素子８０へ反射する。感光素子８０へ向け
られる円錐形レーザー光は上下の境界線１１８，１２０
　（第２図参照）と左右の境界線１２２，１２４　（第
３図参照）で境を示しである。感光素子８０はフォトダ
イオードが好ましく、直線走査に沿った視野（直線走査
以上に広がっていることが好ましい）の端から端まで種
々の強度のレーザー光を検出し、検出した種々の光強度
を表すアナログ電気信号を発生する。

再び第９図に戻ると、参照番号１２６は、記号１００が
対する瞬間的集光区域を示し、そこから瞬間的レーザー
光線ッ）１０６が反射する。言い喚えると、レーザース
ポット１０６が記号に当たると、感光素子８０は集光区
域１２６を見る。集光ミラー７６は支持ブラケット７４
に取り付けられており、スイッチ３２で走査モーター７
０が起動されると、集光ミラー７６は横方向に反復揺動
して、直線走査で記号を横断し長手方向にフォトダイオ
ードの視野を掃引する。集光区域１２６ａ。

１２６ｂは、視野の直線走査の瞬間的両端位置を示す。

好ましい実施例の場合は、走査ミラー６６と集光ミラー
７６が一体構造であり、第８図に示すように、光透過性
物質（ガラスが好ましい）で作られた平凸レンズ８２に
被覆された光反射層すなわちコーティングである。平凸
レンズ８２は、平面走査ミラー６６を作るため一部分に
第１光反射層が被覆された平坦な第１外側表面と、いわ
ゆる「球面ミラー」として凹面集光ミラー７６を作るた
め第２光反射層が被覆された球面の第２外側表面を有し
ている。

走査ミラー６６は、上記の代わりに、前面が銀メツキさ
れた別個の凹面ミラーの上に正しい位置および角度で接
着剤で取り付けた、または成形した別個の小形平面ミラ
ーであってもよい。次に述べるように、凹面集光ミラー
７６は、レーザー光の戻り部分を集めてフォトダイオー
ド８０の上に収束するほかに、照準光線を集めてヘッド
の外へ向ける機能を果たす。

ヘッドの中には、さらに、種々の電気副回路を有する一
対またはそれ以上のプリント回路基板８４．８６が取り
付けられている。たとえば、基板８４上に部品８１，８
３．８５を有する信号処理手段は感光素子８０が発生し
たアナログ電気信号を処理してディジタルビデオ信号を
発生する働きをする。このビデオ信号から、記号を表す
データを得ることができる。この目的に適した信号処理
手段は米国特許第４．２５１，７９８号に記載されてい
る。基板８６上の部品８７．８９は走査モーター７０の
ための駆動回路網を構成している。この目的に適したモ
ーター駆動回路網は米国特許第４，３８７．２９７号に
記載されている。レーザーダイオード４２と感光素子８
０が取り付けられた基板４８上の部品９３は入力電圧を
レーザーダイオード４２を付勢するのに適した電圧に変
換する変圧器である。上記の信号処理手段およびモータ
ー駆動回路網のこれ以上の詳細は、上記米国特許第４，
２５１，７９８号および同第４　、３８７　、２９７号
を参照されたい。

ディジタルビデオ信号は銃身部１４に設けたソケット８
８と銃把部１２に設けたプラグ９０から成る電気インタ
ーロックへ送られる。銃把部を銃身部に取り付けると、
プラグ９０は電気機械的にソケット８８に自動的に結合
される。銃把部の中には、さらに、さまざまな部品を有
する一対の回路基板９２．９４（第１図参照）が取り付
けられている。たとえば、部品９５．９７、その他で構
成された復号／制御手段はディジタルビデオ信号をディ
ジタル復号信号へ復号する働きをする。このディジタル
復号信号から、ソフトウェア制御プログラムに入ってい
るアルゴリズムにしたがって記号を表す所望のデータが
得られる。復号／制御手段は制御プログラムを保持する
ためのＦＲＯＭ、−時的にデータを保存するためのＲＡ
Ｍ　　およびＰＲＯＭとＲＡＭ　　を制御するための制
御用マイクロプロセッサを備えている。復号／制御手段
は記号の復号が首尾よく行われたかどうかを判断し、首
尾よく復号が行われたと判断したら直ちに記号の読取り
を停止する。読取りはスイッチ３２を操作することで開
始される。復号／制御手段は、さらに、読取りが自゛動
的に停止したことを使用者に知らせる（たとえば、制御
信号を指示ランプ９６へ送って点灯させる）ほか、スイ
ッチ３２で読取りが開始されたらヘッド内の作動可能部
品の作動を制御するための制御回路網を備えている。

復号信号は、一実施例の場合は、ケーブル４６内の信号
導線を経由して遠隔のホストコンピュータ１２９へ伝送
される。ホストコンピュータは基本的に大型データベー
スとして機能し、復号信号を保存し、場合によっては、
復号信号に関する情報を提供する。たとえば、ホストコ
ンピュータは復号された記号で識別された物品に対応す
る小売り値の情報を提供することができる。

別の実施例においては、銃把部内に取り付けられたロー
カルデータ記憶手段たとえば部品９５は読み取った多数
の復号信号を記憶する。記憶された復号信号はあとで遠
隔ホストコンピュータヘアンロードすることができる。

ローカルデータ記憶手段を設置すれば、記号を読取る際
にケーブル４６を使用しなくてもよい。この特色すなわ
ちケーブルを使用しなくてもよいことは、できるだけ自
由にヘッドを扱えるようにするという点で非常に望まし
い。

前に述べたように、銃把部１２は銃身部に交換取付は可
能な１組の銃把部のうちの１つであってもよい。ある実
施例においては、銃把部は空のままであってもよい。こ
の場合には、ビデオ信号はケーブル４６を経由して遠隔
の復号／制御手段へ送られ復号される。別の実施例にお
いては、銃把部の中に復号／制御手段のみが入っている
。この場合には、復号信号はケーブル４６を経由して遠
隔のホストコンピュータへ送られ保存される。さらに別
の実施例においては、銃把部の中に復号／制御手段とロ
ーカルデータ記憶手段が入っている。

この場合には、複数の読取りから得られ、記憶された復
号信号をあとで遠隔のホストコンビユータヘアンロード
することができる。記憶された信号をアンロードするた
めに、ケーブル４６のみが接続される。

１組の取外し可能な銃把部を準備する代わりに、１個の
銃把部を取り外せないようにヘッドに固定することがで
きる。この場合には、所望のとき取外し可能な銃把部の
端部１２８を外して交換することにより、交換可能な回
路基板９２．９４に取り付けられた異なる部品を銃把部
内に装着することができる。

レーザーダイオード４２や電力を必要とするヘッド内の
各種部品に対する電力供給に関して、電圧信号はケーブ
ル４６内の電力導線を経由して送ることができる。どん
な電圧値が要求されても、変換器すなわち部品９３を用
いて、入力電圧信号を要求電圧値へ変換することができ
る。記号を読み取るときケーブル４６が外される実施例
の場合は、銃把部１２の底に再充電可能バッテリパック
４４（第７図参照）がスナップ留めで着脱可能に装備さ
れる。

さらにヘッドの中には、記号に入射し、記号から反射さ
れるレーザー光線が使用者に容易に見えない状況におい
て、使用者が目で見て読み取る各記号を順々に捜し出し
、ヘッドを記号に向けるのを助けるための照準光装置が
設置されている。照準光装置はスイッチ３２に接続され
た起動可能な照準光源１３０（たとえば、可視光線発光
ダイオード、白熱電球、キセノン閃光管、等）を含む手
段から成っている。スイッチ３２で直接にまたは復号／
制御手段で間接的に起動されると、照準光源１３０は発
散照準光線を発生する。その光は使用者が容易に見るこ
とができ、波長は約６６００人である。したがって、照
準光線は赤色であり、記号が置かれている環境の白色周
囲光とは著しく対照的である。

さらにヘッドの中には、照準光路に沿って照準光源から
基準面にそして各記号へ照準光線を導いて、各記号の少
なくとも一部分を目で見て照明する照準手段が設置され
ている。詳細には、第２図および第３図に示すように、
照準光源１３０は円錐形照準光線を光学素子７８に向け
るため傾斜した支持体１３２に取り付けられている。円
錐形照準光線は光学素子７８までの上下の境界線１３４
゜１３６（第２図参照）と左右の境界線１３８゜１４０
（第３図参照）で境を示しである。前に述べたように、
光学素子７８は集められたレーザー光が透過して感光素
子８０へ達するのを許すが、環境からの周囲光ノイズが
感光素子８０へ達するのを防止する。さらに光学素子７
８は当たった照準光線を反射する。すなわち光学素子７
８は実際には照準光線の範囲の波長の光を反射し、レー
ザー光線の範囲の波長の光を透過する、いわゆるコール
ドミラーである。照準光線はコールドミラー７８で反射
され、凹面ミラー７６と感光素子８０間のレーザー光線
の光軸１１６と同一直線上にある光軸に沿って進み、凹
面ミラー７６に当たる。

凹面ミラー７６は照準光線を収束し、凹面ミラー７６と
記号１００間のレーザー光線の光軸と同一直線上にある
光軸に沿って前方に反射する機能を果たす。照準光線の
ための収束ミラーとして機能する凹面ミラー７６は照準
光線をヘッドの突出部分２０から約８〜１０インチの所
で約０．５インチの円形スポットサイズに収束する。ヘ
ッドの外の照準光線の光路部分は、ヘッドの外のレーザ
ー光線の光路部分と一致しており、したがって感光素子
８０は、実際には照準光線で照明された、すなわち目に
見えるようにされた記号部分から反射された目に見えな
いレーザー光線を見ていることに留意されたい。別の変
更態様として、照準光線の光軸と出ていく入射レーザー
光線の光軸が一致するように、第１光路内にコールドミ
ラーを配置し、コールドミラーに照準光線を向ければ、
出ていく入射レーザー光線と一致させて、照準光線を記
号に向けることができるであろう。

第１の静的単一光線照準の実施例の場合は、照準用ＬＥ
Ｄ１３０は、第１０図に示すように、ヘッド内の照準光
線の光路に定置された収束レンズ１４２に対し配置する
ことができる。収束レンズ１４２は照準光線を収束して
記号１００へ向け、視野内のスポット領域１５０（第１
１図参照）を目でみえるように照明する。スポット領域
１５０は、円形で、記号の中心近くにあることが好まし
く、記号を読み取る前に記号を捜し出すため走査前に、
そして記号を読み取るとき走査中に照明される。近接記
号および遠方記号は共に、第１０図の静止単一光線照準
の実施例によって捜し出し、見ることができる。遠方記
号は、ヘッドからより遠い距離にあるため、照明の強さ
は弱いが、使用者には見える。しかし、前に述べたよう
に、記号を横断して走査を追跡することに関して、静止
スポット１５０はほとんど助けにならない。

次に、第２の静的２光線照準の実施例について説明する
。照準用ＬＥＤ　１３０と同じ一対の照準用ＬＥＤ１３
０ａ、１３０ｂは、第１２図に示すように、定置された
収束レンズ１４２に対し斜めに配置されている。収束レ
ンズ１４２は２つのＬＥＤ１３０ａ、１３０ｂの照準光
線を収束して同じ記号に向け、視野内の直線上圧いに離
れた一対のスポット領域１５２，１５４を目で見えるよ
うに照明する。スポット領域１５２，１５４は、円形で
、記号の中心近くにあることが好ましく、記号を読み取
る前に記号を捜し出すため走査前に、そして記号を読み
取るとき記号を追跡するため走査中に照明される。近接
記号と遠方記号は共に、第１２図の静止２光線照準の実
施例によって捜し出し、見ることができる。遠方記号は
、ヘッドからより遠い距離にあるので、照明の強さ弱い
が、使用者には見える。しかし、前に述べたように、記
号を横切る走査を追跡することに関して、一対の静止ス
ポット１５２，１５４は有益な助けになる。

次に、第３の動的単一光線照準の実施例について第１０
図の助けを借りて説明する。収束レンズ１４２はヘッド
内に定置されていなく、前に述べたように、走査／集光
／収束素子として揺動させることにより記号を横切って
照準光線を掃引し、視野に沿って伸びる線状領域１５６
（第１３図参照）を照明することができる。線状領域１
５６は記号を読み取るとき記号を追跡するため走査の間
照明される。たとえ毎秒４０回の割合で走査が行われて
も、近接記号は線状領域１５６で十分に照明される。し
かし、遠方記号については、ヘッドからの距離が遠いほ
ど、そして走査が高速であるほど、線状領域１５６はよ
り見えにくくなる。

次に、スイッチ３２を種々の位置へ操作した場合の静的
／動的照準光装置が示されている第１図〜第６図に戻っ
て説明する。第２図には、スイッチ３２はオフ状態で示
しである。この状態では、ヘッド内のすべての起動可能
部品は作動していない。基板８４の下側には、一対の電
気スイッチ１５８．１６０が設置されている。各電気ス
イッチ１５８，１６０のばねで押されたボタン１６２゜
１６４は、オフ状態では、電気スイッチから突き出て、
スイッチ３２の後方延長部１７０のピボット点１６８の
まわりに旋回して中央オフセント位置にあるレバー１６
６の端部に接触している。

最初にスイッチ３２を、第５図に示すように、第１初期
限界まで引くと、レバー１６６はボタン１６２だけを押
し下げる。電気スイッチ１５８が押し下げられると、第
１動作状態が生じる。この第１動作状態では、スイッチ
３２により照準光源１３０が作動して、照準光線が収束
ミラー７６によって前方に記号に向けて反射される。ま
た、この第１動作状態では、スイッチ３２により、収束
ミラー７６が所定の位置に固定される。固定された収束
ミラー７６は、記号を読み取る前に使用者が記号を捜し
出すのを助けるため、照準光線を記号へ送り、走査の前
に視野内に第１１図の中央スポット領域１５０と同じス
ポット領域を目で見えるように照明する。収束ミラー７
６の固定は、走査モーター７０の直流巻線を励磁して、
モーターの出力軸とその上に取り付けられた収束ミラー
７６を中央基準位置まで回転させることによって行うこ
とが好ましい。

次にスイッチ３２を第２限界まで引くと、第６図に示す
ように、レバー１６６はボタン１６２ばかりでなく、ボ
タン１６４も押し下げる。この結果、第２動作状態が生
じる。この第２動作状態では、スイッチ３２により、ヘ
ッド内の残りのすべての部品、たとえばレーザーダイオ
ード４２、収束ミラー７６を揺動させる走査モーター７
０の制御回路網、フォトダイオード８０、信号処理回路
網、ヘッド内のその他の回路網が作動して、記号の読取
りが始まる。収束ミラー７６は、もはや固定されておら
ず、揺動することによって記号を横切るように照準光線
を動的に掃引し、視野に沿って伸びる第１３図の線状領
域１５６と同じ線状領域を目で見えるように照明する。

したがって、使用者は記号を読み取るとき記号を容易に
追跡することができる。近接記号の場合は、上記の記号
の追跡がよ（見えるが、遠方記号の場合は、見えにく　
く　なる。

上に述べたヘッド内の部品の順次動作は、内蔵シーケン
ス接点を有する単一２極スイツチで行うことも可能であ
ろう。

再び第１図を参照すると、ヘッド内の多種多様な部品は
、基板４８とその上の全部品を支える前部緩衝器１７２
と、支持板１７６とその上の走査モーター７０および照
準光源１３０を支える後部緩衝器１７４によって衝撃に
耐えるように取り付けられていることに気付かれるであ
う。光バッフル１７８は銃身部の内部を分割し、迷光が
感光素子８０に達しないようにコールドミラー７８を助
ける。

第２図のレーザー走査ヘッドは、感光素子の視野と、出
てい（入射レーザー光線を走査する逆反射式走査ヘッド
である。他の変更態様も本発明の範囲に含まれることは
容易に理解されるであろう。

たとえば、出ていく入射レーザー光線をヘッドのある窓
を通して記号へ向けて記号を横断して掃引するが、感光
素子の視野を走査せずに、戻りのレーザー光線をヘッド
の別の窓を通して集めることができる。また、出ていく
入射レーザー光線を記号へ向けるが、記号を横断して掃
引せずに、感光素子の視野を走査することもできる。

図示したハウジングの代わりに、美観、環境、サイズ、
好み、電子部品や機械部品の配置、およびハウジングの
外部および内部に要求される耐衝撃性などを検討するこ
とによって、さまざまなハウジングのスタイルや形状を
採用することができる。

本発明のレーザー走査ヘッドは手持ち式である必要はな
く、独立して操作可能なデスクトップ型ワークステーシ
ョンに組み入れることもできる。

この場合、記号は出ていく入射レーザー光線が通過する
頭上窓の下を通過させることが好ましい。

ワークステーション自体は少なくとも記号を走査する間
は静止しており、ワークステーションに対し記号を移動
させることができるが、出ていくレーザー光線に記号を
重ね合わせなければならない。

このために、本発明の照準光装置は特に有益である。

本発明のレーザー走査ヘッドは、■“〜６“１＃〜１２
“および１＃〜２０＃の概算作動距離の範囲内でそれぞ
れ高密度、中密度および低密度のバーコード記号を読み
取ることができることに注目されたい。ここで定義する
ように、高密度、中密度および低密度のバーコード記号
は、それぞれ最小幅が７．５ミル、１５〜２０ミルおよ
び３０〜４０ミルのバーまたは（および）スペースで構
成される。好ましい実施例の場合、既知の密度の記号に
対する基準面の位置は、その記号の最大作動距離に対し
て最適化される。

ここに記載した照準光装置にほかに、使用者がヘッドを
記号に向けるのを助ける他の手段を設置することができ
る。たとえば、使用者はハウジングの上部に設けた第１
および第２光路の方向に沿って伸びた直立照準器などの
機械的照準手段を使って狙いをつけることができる。ま
た使用者がその照準窓を通して記号を見て照準すること
ができるように、照準窓をもつビューポートをヘッド上
に設けることができる。また音響測距装置を使用して記
号を捜し出すこともできる。音響測距装置は音響信号を
発射し、戻ってきたエコー信号を検出し、エコー信号を
検出したら、聴覚指示器を作動させる。聴覚指示器はあ
る調子で音を出すか、あるいは一連の音すなわちビー音
の度合いを変化させて、記号が捜し出されたことを使用
者に知らせることができる。

本発明の別の態様においては、照準光スポットをより容
易に見えるようにするため、または照準光源の平均電力
消費を節減するため、記号上で照準光スポットを明滅さ
せることが望ましいときがある。このような光スポット
の明滅は電気的手段または（および）機械的手段で行う
ことができる。

第１４図は、レーザー走査ヘッドの今のところ好ましい
と考えられる市販実施例を示す第２図に似た断面図であ
る。簡略にするため、第１４図の同様な部品は、第２図
の対応する部品の参照番号にプライム符号（′）を付け
て識別しである。

第２図の実施例と第１４図の実施例との相違について説
明すると、第１４図のヘッド１０′の第１の重要な相違
点は、銃身部１４′が２つのハウジング部分すなわち上
部ハウジング１８０と下部ハウジング１８２から成り、
好ましいスナップ留めで結合されていることである。下
部ハウジング１８２は、着色プラスチック材料など、光
を遮る不透明材料でできているのに対し、上部ハウジン
グ１８０は光を透過する透明プラスチック材料でできて
いる。出ていく光と入ってくる光は透明な上部ハウジン
グ１８０を通過することができるので、窓領域１８６と
指示器領域１８８を除いて、遮光性材料のカバー１８４
が透明な上部ハウジング１８０の外側表面を覆っている
。カバー１８４は射出成形熱可塑性ゴム状材料であるの
で、その内面は上部ハウジング１８０の外側表面にぴっ
たり順応して外側表面に密着し、摩擦で保持される。

ぴったり密着したカバー１８４は、出ていく光または入
って（る光が透明なハウジング１８０を透過するのを防
止するため、窓領域１８６と指示器領域１８８を除き、
実質上、透明な上部ハウジング１８０のすべての部分を
被覆している。

したがって、従来のヘッドのように、別個の窓をヘッド
の所定の場所に接着または装着する必要はない。カバー
で被覆されない窓領域１８６は出ていく光および入って
くる光の窓の役目を果たす。

窓領域１８６は、もちろん上部ハウジング１８０の残り
の部分と一体構造であるから、従来のように、窓が外れ
て、はこり、湿気その他の汚染物質がヘッド内の光学部
品や電気部品を覆い、それらの正しい動作を妨げるおそ
れはない。

また指示器領域１８８もカバー１８４で被覆されていな
いので、指示ランプ９６′からの光は指示器領域１８８
を通して輝くことができる。同様に、指示ランプ９６′
の領域に、従来のように、別個の窓を取り付ける必要が
ないので、ヘッドの内部はいっそう有効に密封される。

ゴム状カバー１８４は、緩衝性および屈縮性を有する厚
手のものが好ましく、ヘッドに耐衝撃手段を付与する。

また第１４図から、カバー１８４は上部ハウジング１８
０と下部ハウジング１８２の接合領域に曲がった下部フ
ランジを有しており、この下部フランジが非常に有効な
ガスケット状シールを提供していることに気付かれたで
あろう。

第２図の実施例と第１４図の実施例の第２の相違点は、
スイッチ３２′の領域に密封膜１９０を設けたことであ
る。密封膜１９０は中央アクチュエータ１９２を有し、
その一方の表面は電気スイッチ１６０′のボタン１６４
′に接触している。

アクチュエータ１９２の他方の表面はスイッチ３２′の
傾斜部１９４に接触している。使用中、スイッチを操作
すると、傾斜部１９４がアクチュエータ１９２を押し、
アクチュエータがボタン１６４′に押して電気スイッチ
１６０′を作動させる。この操作の際、密封膜１９０が
スイッチの領域でヘッドの外部と内部を隔離して、はこ
り、湿気、汚染物質、等が通るもう１つの道を閉鎖する
。さもなければ、従来のように、ここを通ってほこり、
湿気、汚染物質、等が自由に入り込むであろう。

第２図の実施例と第１４図の実施例の第３の相違点は、
レーザーダイオード、光学装置、照準光装置および走査
モーターが、光学架台２００として知られる共通支持体
の中および上面に取り付けられていることである。架台
２００は、以下のやり方で組み立てられる上部部品２０
２と下部部品２０４から成っている。架台の前端で、上
部部品２０２の突起２０６を、下部部品２０４の溝に形
成された凹部２０８に差し込んでスナップ留めする。次
に架台の後端で、ネジ付ファスナ２１０を下部部品２０
４の遊び孔に差し込んで、上部部品２０２のネジ孔にネ
ジで取り付ける。ハウジングの前部と架台２００の前部
の間には、前部緩衝器１７２′が配置されており、また
架台の後部とヘッドの後部に設けた内側に伸びる仕切り
１７５゜１７７の間には、後部緩衝器１７４′が配置さ
れている。

第４の相違点は、プリント回路基板８６′が、プリント
回路基板８４′の上でなく、上記の仕切り１７５．１７
７と銃身部１４′の後壁の間に形成された後方に広がる
室２１２に取り付けであることである。

第５の相違点は、銃把部の挿入部分１２８′の内端領域
に設けた環状溝に０リングシール２１４を取り付けたこ
とである。ここに記載したタイプとは異なるタイプの構
造に、上に述べた各要素、または２つ以上の要素を組み
合わせて使用してもよいことは理解されるであろう。

第１５Ａ図と第１５Ｂ図は、それぞれ、修正フレネル光
学素子すなわちフレネルミラー３００の正面図と側面図
を示す。フレネルミラーは、一般に、レコードを作る工
程に非常に似たやり方で、一連の同心の表面をもつよう
にプラスチックを成形し、次にアルミニウムなど適当な
物質でプラスチックを金属化することによって作られる
。

フレネルミラー３００は、走査素子３０２を含むように
修正されている。走査素子３０２は平面であってもよい
し、もし走査素子３０２に当たる入射レーザー光線が多
少の発散角を有するならば、いくらか凹面であってもよ
い。走査素子３０２は上に述べた成形工程において作る
こともできるし、光路の幾何学的形状に適合させるのに
都合のよい所にフレネルミラー３００上に取り付けるこ
ともできる。走査素子３０２は、第３図に示した走査ミ
ラー６６のように、フレネルミラーの中心から半径方向
にずらして成形または取り付けることができる。

フレネルミラー３００と走査素子３０２は一体構造で作
ることが好ましい。すなわち、両部品を単一構造物とし
て作ることもできるし、走査素子３０２をエポキシ樹脂
、その他の適当な手段でフレネルミラー３００に永久的
に固着することもできる。

フレネルミラー３００は、第１５Ａ図および第１５Ｂ図
に示すように、集光ミラーを構成する一連の同心ミラー
３０４を有する。フレネルミラー３００の焦点距離は、
前に述べたように、反射されたレーザー光を怒光素子８
０の上に収束するため慎重に選定される。

第１６図は本発明のさらに別の実施例を示す。

光源３０６は入射光線３０８を発生する。光源３０６は
レーザーである必要はなく、レーザーに代わる他の光源
たとえば発光ダイオード（ＬＥＤ）であってもよい。入
射光線３０８は、固定ミラー３１０に当たって、わん曲
した走査／集光ミラー３１２へ反射される。走査／集光
ミラー３１２のわん曲により、入射光線は走査ヘッドか
ら作動距離にあるバーコード記号３１４上に収束される
。

走査／集光ミラー３１２は走査駆動手段で反復揺動され
、バーコード記号３１４を横断するように入射光線を走
査する。ここで使用する用語「走査駆動手段」はミラー
３１２を反復揺動させるのに適した任意の手段をいう。

第１６図に点線３１６で示した境界内の反射光は走査ヘ
ッドへ戻り、わん曲した走査／集光ミラー３１２に当た
る。走査／集光ミラー３１２は反復揺動され、反射光を
受け取り、感光素子３１８の上に収束させる。第１６図
に示すように、固定ミラー３１０は集められた光の面積
に比べて小さいので、集められた光の大部分が感光素子
３１８の上に収束される。

スキャナの分野の専門家には、走査／集光ミラー３１２
は一様にわん曲している必要のないことを理解されるで
あろう。すなわち、走査／集光ミラー３１２の走査領域
として機能する領域は、ミラーの集光領域とは異なる曲
率半径を有していてもよい。もし光源３０６がＬＥＤ　
　であれば、走査／集光ミラー３１２の走査領域が入射
光線３０８をバーコード記号３１４の上に収束させなけ
ればならないので、このことは特に重要である。実際に
は、走査／集光ミラー３１２の走査領域の曲率半径はミ
ラーの集光領域の曲率半径より小さくてもよい。

以上、携帯式レーザーダイオード走査ヘッドに具体化し
た場合について説明したが、本発明の要旨の範囲内で、
さまざまな修正や構造的変更をなすことができるから、
発明をここに記載した特定構造に限定するつもりはない
。

さらに検討しなくても、以上の説明で本発明の要点は完
全に明らかにされた思われるので、従来の見地から、本
発明の一般的または特定の態様の木質をまさしく構成す
る諸特徴を省くことなく、現在の知識を用いることによ
り、本発明をさまざまな用途にを容易に適合させること
ができる。したがって、そのような適合は特許請求の範
囲の均等の意義および範囲に包含されるべきであると考
える。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る携帯式レーザーダイオード走査
ヘッドの正面図、 第２図は、第１図の線２−２に沿った拡大断面図、 第３図は、第２図の線３−３に沿った断面図、第４図は
、第２図の線４−４に沿った拡大断面図、 第５図は、第１操作状態にあるスイッチを示す拡大詳細
図、 第６図は、第２操作状態にあるスイッチを示す第５図に
似た拡大詳細図、 第７図は、第１図のヘッドの交換可能なパンテリバック
を示す断面図、 第８図は、第１図の線８−８に沿った一体構造の走査／
集光／収束ミラーの拡大断面図、第９図は、バーコード
記号と、レーザー光が当った記号部分と反射される記号
部分の拡大図、第１０図は、静的単一光線照準装置の略
図、第１１図は、バーコード記号と、静的単一光線照準
装置または２光線照準装置で照明された記号部分の拡大
図、 第１２図は、静的２光線照準装置の略図、第１３図は、
バーコード記号と、動的単一光線照準装置で照明された
記号部分の拡大図、第１４図は、本発明に係るヘッドの
現在好ましいと考えられる市販実施例を示す第２図に似
た拡大断面図、 第１５Ａ図と第１５Ｂ図は、それぞれ、本発明に使用で
きる修正フレネルミラーの正面図と側面図、および 第１６図は、本発明において別の走査／集光素子を使用
したスキャナの平面図である。 符号の説明 １０・・・レーザー走査ヘッド、１２・・・銃把部、１
４・・・銃身部、１６・・・上部前壁、１８・・・下部
前壁、２０・・・突出部、２２・・・後壁、２４・・・
上壁、２６・・・底壁、２８．３０・・・側壁、３２・
・・スイッチ、３４・・・ピボット軸、３６・・・管状
首部分、３８・・・つば部分、４０・・・上部フランジ
部分、４２・・・レーザーダイオード、４４・・・再充
電可能なバッテリバック、４６・・・ケーブル、４８・
・・プリント回路基板、５０・・・光学筒、５２・・・
ボア、５４・・・鏡筒、５６・・・アパーチャーストッ
プ、５日・・・遮光壁部分、６０・・・円筒形側壁部分
、６２・・・収束レンズ、６４・・・圧縮コイルばね、
６６・・・走査ミラー　６日・・・レーザー光透過窓、
７０・・・走査モーター　７２・・・出力軸、７４・・
・支持ブラケット、７６・・・集光ミラー　７日・・・
レーザー光透過素子、８０・・・感光素子、８２・・・
平凸レンズ、８４．８６・・・プリント回路基板、８１
．８３．８５・・・信号処理手段の部品、８７゜８９・
・・走査モーター駆動回路網の部品、８８・・・ソケッ
ト、９０・・・プラグ、９１・・・照準光制御装置の副
回路の部品、９２．９４・・・回路基板、９３・・・変
圧器、９５．９７・・・復号／制御手段の部品、９６・
・・指示ランプ、１００・・・記号、１０２゜１０４　
・・・光軸、１０６，１０６ａ、１０６ｂ−・・レーザ
ー光スポット、１０８，１１０，１１２゜１１４・・・
円錐形光線の上下左右の境界線、１１６・・・光軸、１
１８，１２０，１２２，１２４・・・集められた円錐形
光線の上下左右の境界線、１２６゜１２６ａ、１２６ｂ
・・・瞬間的集光区域、１２８・・・銃把部の端部、１
２９・・・遠隔ホストコンピュータ、１３０．１３０ａ
、　　１３０ｂ・・−照準光源、１３２・・・傾斜支持
体、１３４，１３６，１３８，１４０・・・円錐形照準
光線の上下左右の境界線、１４２・・・収束レンズ、１
５０，１５２，１５４・・・スポット領域、１５６・・
・線状領域、１５８，１６０・・・電気スイッチ、１６
２，１６４・・・ボタン、１６６・・・レバー　１６８
・・・ピボット点、１７０・・・後方延長部、１７２．
１７４・・・緩衝器、１７６・・・支持板、１７５．１
７７・・・仕切り、１７８・・・光バッフル、１８０．
１８２・・・上部および下部ハウジング、１８４・・・
カバー　１８６・・・窓領域、１８８・・・指示器領域
、１９０・・・密封膜、１９２・・・中央アクチュエー
タ、１９４・・・傾斜部分、２００・・・光学架台、２
０２．２０４・・・光学架台の上下部品、２０６・・・
突起、２０８・・・凹部、２１０・・・ネジ付ファスナ
、２１２・・・室、２１４・・・０リングシール、３０
０・・・フレネルミラー　３０２・・・走査素子、３０
４・・・同心ミラー　３０６・・・光源、３０８・・・
入射光線、３１０・・・固定ミラー　３１２・・・わん
曲した走査／集光ミラー　３１４・・・バーコード記号
、３１６・・・反射光線、３１８・・・感光素子。 ５８５

Claims (21)

【特許請求の範囲】
1. （１）記号を読み取るためのレーザー走査ヘッドであっ
   て、 （ａ）走査ヘッド内に設置され、入射レーザー光線を発
   生する可駆動レーザー光源、 （ｂ）入射レーザー光線を第１光路に沿って走査ヘッド
   の外にある基準面に向けて、基準面の近くの作動距離の
   範囲内に置かれた記号へ反射することにより、少なくと
   も記号から反射されたレーザー光線の戻り部分を第２光
   路に沿って走査ヘッドへ反射する曲面走査／集光ミラー
   、 （ｃ）走査ヘッド内に設置され、前記曲面走査／集光ミ
   ラーを動かし、記号を横切る走査で入射レーザー光線を
   掃引する走査駆動手段（前記走査において反射レーザー
   光線の戻り部分は種々の強度を有する）、 （ｄ）走査ヘッド内に設置され、視野にわたって反射レ
   ーザー光線の戻り部分の種々の光強度の検出し、種々の
   光強度を表すアナログ電気信号を発生する感光素子（前
   記走査／集光ミラーは視野にわたって反射レーザー光線
   の戻り部分を集めて感光素子へ向けるように配置されて
   いる）、 （ｅ）走査ヘッド内に設置され、前記アナログ電気信号
   を処理し、記号を表す信号を発生する信号処理手段、お
   よび （ｆ）前記曲面走査／集光ミラー、レーザー光源、走査
   駆動手段、感光素子、および信号処理手段に接続されて
   いて、使用者が操作すると記号の読取りを開始させる走
   査ヘッド上の操作スイッチ、 から成ることを特徴とするレーザー走査ヘッド。
2. （２）前記入射レーザー光線は使用者の目に容易に見え
   ないことを特徴とする請求項１に記載のレーザー走査ヘ
   ッド。
3. （３）光源と感光素子を備えた形式の光学式走査装置に
   おいて、異なる光反射率の部分を有する表示を読み取る
   ために使用する光学部品であって、 （ａ）（ｉ）表示部分を横切る走査で光源から表示部分
   へ光線を反射することにより、表示部分から種々の強度
   の光線を反射させ、 （ｉｉ）表示部分から反射された光線の少なくとも一部
   分を集め、 （ｉｉｉ）集めた光線の一部分を感光素子へ向けて反射
   する曲面走査／集光ミラーと、 （ｂ）前記曲面走査／集光ミラーを往復揺動させる手段
   、 から成ることを特徴とする光学部品。
4. （４）前記曲面走査／集光ミラーは光軸を有することを
   特徴とする請求項３に記載の光学部品。
5. （５）前記光源はレーザー光源であり、前記表示はバー
   コード記号を構成していることを特徴とする請求項３に
   記載の光学部品。
6. （６）前記レーザー光源は目に容易に見えない光を発生
   することを特徴とする請求項５に記載の光学部品。
7. （７）手持ち式軽量ハウジング内に設置されたレーザー
   光源とレーザー感光素子を有する形式の光学式走査装置
   において、異なる光反射率の部分を有する表示を読み取
   るために使用する光学部品であって、 （ａ）表示部分を横切る走査で光源から表示部分へ反射
   させることにより、表示部分から種々の強度の光を反射
   させる往復揺動可能な走査ミラー、 （ｂ）表示部分から反射された少なくとも光の一部分を
   集めて、感光素子へ向けて反射する往復揺動可能なフレ
   ネル集光ミラー、および（ｃ）前記走査ミラーと前記フ
   レネル集光ミラーを一緒に、往復運動で、同時に揺動さ
   せる駆動手段、 から成ることを特徴とする光学部品。
8. （８）前記フレネル集光ミラーは光軸を有し、前記走査
   ミラーは前記フレネル集光ミラーの上に取りつけられて
   いることを特徴とする請求項７に記載の光学部品。
9. （９）前記走査ミラーは前記フレネル集光ミラーより小
   さく、前記フレネル集光ミラーの上に取りつけられてい
   ることを特徴とする請求項７に記載の光学部品。
10. （１０）前記走査ミラーと前記フレネル集光ミラーは一
    体構造であることを特徴とする請求項７に記載の光学部
    品。
11. （１１）前記走査ミラーおよび前記フレネル集光ミラー
    はそれぞれ光源に面した光反射皮膜付き前面を有してい
    ることを特徴とする請求項７に記載の光学部品。
12. （１２）前記駆動手段は前記走査ミラーと前記フレネル
    集光ミラーが取りつけられた出力軸をもつ走査モーター
    を有しており、前記走査モーターは３６０°以下の円弧
    長にわたって毎秒数往復の割合で円周方向に交互に出力
    軸を往復揺動させることを特徴とする請求項７に記載の
    光学部品。
13. （１３）前記光源はレーザー光源であり、前記表示はバ
    ーコード記号を構成していることを特徴とする請求項７
    に記載の光学部品。
14. （１４）前記走査ミラーは出力軸をもつモーターを有し
    ており、前記走査ミラーと前記フレネル集光ミラーは一
    緒に動くように前記出力軸に取りつけられていることを
    特徴とする請求項７に記載の光学部品。
15. （１５）表示を読み取り、その表示を表す電気信号を発
    生する手持ち式軽量レーザースキャナであって、 （ａ）レーザー光を表示へ向けて通過させ、表示から反
    射されたレーザー光を受け取るための区域を有するハウ
    ジング、 （ｂ）前記ハウジング内に設置されたレーザー光源、 （ｃ）前記ハウジング内に配置されていて、前記区域を
    通って入ってくる前記反射レーザー光を受け取り、前記
    表示を表す第１信号を発生する感光素子、 （ｄ）前記ハウジング内に配置されていて、レーザー光
    源と前記ハウジング区域の間および前記区域と前記感光
    素子の間に光路を形成している複数の光学素子、および （ｅ）前記走査ミラーとフレネル集光ミラーを一緒に往
    復揺動させるための駆動手段、 から成り、 前記光学素子は（ｉ）光源からレーザー放射を受け取り
    、前記区域を通して前記表示を横切って掃引するように
    配置された往復揺動可能な走査ミラーと、（ｉｉ）前記
    表示から反射されたレーザー光を受け取り、それを前記
    感光素子の上に反射させるように配置された往復揺動可
    能なフレネル集光ミラーを有し、前記走査ミラーとフレ
    ネル集光ミラーは一緒に動くように互いに一定の物理的
    関係で取り付けられていることを特徴とするスキャナ。
16. （１６）前記走査ミラーはフレネル集光ミラーに比べて
    かなりサイズが小さく、フレネル集光ミラーの上に取り
    つけられていることを特徴とする請求項１５に記載のス
    キャナ。
17. （１７）さらに、前記走査ヘッド内に、前記第１信号を
    ディジタル信号に変換する信号変換回路網を備えている
    ことを特徴とする請求項１５に記載のスキャナ。
18. （１８）さらに、前記ハウジングによって支持され、前
    記表示の走査を開始させるため前記レーザー光源と前記
    駆動手段に接続された操作スイッチを備えていることを
    特徴とする請求項１５に記載のスキャナ。
19. （１９）前記駆動手段は出力軸をもつモーターを有して
    おり、前記走査ミラーとフレネル集光ミラーは一緒に動
    くように前記出力軸に取りつけられていることを特徴と
    する請求項１５に記載のスキャナ。
20. （２０）前記表示はバーコード記号を構成していること
    を特徴とする請求項１５に記載のスキャナ。
21. （２１）前記入射レーザー光線は使用者の目に容易に見
    えないことを特徴とする請求項１５に記載のスキャナ。