JPH03179580A - 記号の光学的読み取り装置 - Google Patents

記号の光学的読み取り装置

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JPH03179580A
JPH03179580A JP2336868A JP33686890A JPH03179580A JP H03179580 A JPH03179580 A JP H03179580A JP 2336868 A JP2336868 A JP 2336868A JP 33686890 A JP33686890 A JP 33686890A JP H03179580 A JPH03179580 A JP H03179580A
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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、異なった光反射性の部分を有する記号を読み
取るための電気光学的記号読み取り装置に関する。
〔従来の技術〕
従来より電気光学的記号読み取り装置は種々に開発され
、それらは例えば米国特許第４２５１７９８号、同第４
３６０７９８号、同第４３６９３６１号、同第４３８７
２９７号、同第４４０９４７０号および同第４４６０１
２０号に開示されている。
上記の各米国特許に記載された装置の特徴的構成は、特
に使用者が支持した携帯用手持ち型レーザ走査ヘッドを
読み取るべき記号に向けてレーザ光線を発射しなから、
そのレーザ光線を記号を横切った走査方向に繰り返し走
査させ、記号から反射された反射光を検出し、さらに検
出された反射光を解読するようにした点にある。このた
めに、記号読み取り装置は、記号読み取りのための光線
を発生する光源を収容するハウジングを備える。
また、このハウジング内には、光源からの光線をハウジ
ング外の記号に向けて射出するための光学系と、該光線
を記号走査方向に振らせるための走査手段が設けられる
。さらに、記号により反射した反射光を受けて該記号に
対応するアナログ電気信号を形成するセンサが、ハウジ
ング内に配置される。
光学系には、記号により反射してハウジングに戻ってき
た反射光を集光し、センサに向けて入射させるための集
光手段を設けることかすでに提案されている。たとえば
、米国特許第４．８４１．１２９号には、集光手段とし
て集光レンズを設ける構成が開示されている。この集光
レンズに替えて、凹面鏡のような集光手段を設けること
も可能である。
〔発明が解決しようとする課題〕
上述したような電気光学的記号読み取り装置においては
、読み取りのためハウジング殻記号に向けて射出される
光は、走査方向に振らされるようになっており、ハウジ
ングに戻ってくる反射光も走査範囲内にわたる方向から
ハウジングに入射する。したがって、反射光を集光する
ための集光手段は、走査範囲全体に対応できる大きさの
ものでなければならない。このため、集光手段を小型に
構成することができず、ハウジングも必然的に大きくな
らざるを得ない。
本発明は、従来の電気光学的記号読み取り装置における
上述の問題を解決することを意図するもので、ハウジン
グを小型に構成できる読み取り装置を提供することを目
的とする。
〔課題を解決するための手段〕
本発明は、記号読み取り用の光線を記号走査方向にふら
せるための走査ミラーを有する電気光学的記号読み取り
装置において、該走査ミラーとともに動かされるように
、視野走査手段を設ける。
この視野走査手段は、記号により反射されてノ＼ウジン
グ内のセンサ手段に入射する反射光により定まる読み取
り視野を読み取り用光線の走査に同期して走査方向に振
らせるためのものである。
すなわち、本発明による記号の光学的読み取り装置は、
ハウジング内に設けられ記号読み取り用の光線を発生す
るための光源と、該光線を走査方向に振らせるための走
査ミラーを含み、該光線をハウジングの外に射出する光
学手段と、ノ＼ウジングの外に置かれた記号により反射
されてノ＼ウジングに入射する反射光を受けて記号に対
応する電気信号を発生するセンサ手段と、からなり、走
査ミラーとともに動かされ、センサ手段に入射する反射
光により定まる読み取り視野を光線の走査に同期して走
査方向に振らせるための読み取り視野走査手段が設けら
れたことを特徴とする。
本発明の好ましい態様においては、視野走査手段が走査
ミラーと一体に形成される。たとえば、視野走査手段を
平凸レンズの曲面上に形成した凹形の反射面から構成し
、走査ミラーを該平凸レンズの平面上の一部に形成した
反射面により構成する。
〔作用および効果〕
本発明においては、視野走査手段が走査ミラーとともに
動かされて、読み取り用光線の走査に同期して読み取り
視野を走査方向に振らせるように構成される。したがっ
て、反射光をセンサに向けるための集光手段を有する読
み取り装置においては、集光手段が常時反射光の入射方
向に正対するように配置でき、集光手段を小型に構成す
ることか可能になる。その結果、読み取り装置のハウジ
ングも小型に構成できる。視野走査手段を走査ミラーと
一体に構成すると、該視野走査手段を走査方向る駆動す
るための構造が簡単になり、装置の信頼性を高めること
ができる。さらに、視野走査手段と走査ミラーとを同一
の平凸レンズ上に形成すると、視野走査手段および走査
ミラーの構造および配置が小型で纏まりよくなる。
〔実施例〕
以下、本発明の実施例を図について説明する。
第１〜８図を参照すると、ｌＯで示すレーザ走査ヘッド
は軽量（１ポンド以下）で全体に線型であって、特に鼻
先を細くした流線形の手持ち及び携帯可能な、腕及び手
首に負担を与えないで容易に走査可能な使用者支持型レ
ーザ走査ヘッドであり、この走査ヘッドは記号の読取、
走査及び解析を行い、かつそれらの読み取り前または読
み取り中において、使用者か各記号にそれを指向させる
ためのものである。ここに使用する“記号”なる語は、
例えば使用されるレーザ光源の波長においてそれぞれ異
なった反射特性を有する異なった部分からなる衰微を含
むものと認識すべきである。このような衰微は、例えば
Ｃｏｄｅ　３９　Ｃｏｄａｂａｒ　Ｉｎｔｅｒｌｅａｖ
ｅｄ　２　ｏｆ５などのような前記の黒白工業記号また
は汎用ＵＰＣバーコード記号からなるものである。
この衰微はさらに、何らかのアルファベットまたは数字
であってもよい。用語“記号”はさらに、その衰微もし
くは少くともその一部が背景とは異なった光反射特性を
有するようにした特定背景中の衰微を含むものとも認識
される。この後者の定義において、記号の“読み取り”
はロボット及び対象認識の分野において特に有利である
。
第１〜３図を参照すると、ヘッドｌＯはほぼ銃型で、四
角形の断面を有してハンドル軸に沿ってほぼ垂直にのび
ているハンドル部１２を備えている。ヘッド１０はさら
に水平にのびた比較的細長い胴体部！４を有する。ハン
ドル部Ｉ２の断面寸法及び全体の寸法はヘッド１０が使
用者の手中に適合し、かつ維持できる程度に定められて
いる。
胴体部及びハンドル部は合成樹脂プラスチック材料など
のような軽量で弾性、衝撃耐性及び自己支持性を有する
物質から形成される。プラスチックハウジングはなるべ
くなら射出成型により形成されるか、内部容量が５０ｍ
２未満、特に２５ｍ２以下程度の内部空間を形成する薄
い中空シェルを形成し得る方法であれば、真空成型また
は吹き込み成型であってもよい。このような内部容量は
特に限定されるものてはないが、ヘッドｌＯの全体の大
きさ及び体積をほぼ形成するものとして認識すべきであ
る。
第１〜３図に示されたような位置において、胴体部Ｉ４
は上部正面壁１６及び下部正面壁１８を有する正面突端
部を備え、これらは正面壁部前端において互いに集合し
、ヘッドの最前端となる鼻先部２０を形成している。胴
体部１４はさらに正面壁部１６．１８の後方に分離した
背面壁２２を有する後部を有する。胴体部１４はまた頂
壁２４、頂壁２４の下方に位置する底壁２６及び頂壁及
び底壁間において互いに平行した一対の側壁２８．３０
を有する。
ヘッドｌＯにおいて、ハンドル部及び胴体部が集合し、
かつ使用者か使用状態においてノ１ンドル部を把持した
ときその前衛が位置する前面領域には手動押圧可能な引
き金３２が枢軸３４に関して回動自在に取り付けられて
いる。底壁２６は円筒型首部３６を有し、この首部３６
はノ）ンドル軸に沿って下向きに突出し、はぼ四角形の
断面を有する内向きカラ一部３８において終了している
。この首部及びカラ一部は引き金３２を移動可能に突出
させるための前面スロットを有する。
ハンドル部１２は同様に引き金３２を移動可能に突出さ
せるための前面スロットを有するほぼ四角形の上部外向
きフランジ部４０を有している。
この上部フランジ部４０は半径方向内向きに撓むことか
できる弾性を有する。上部フランジ部４０か首部３６に
挿入されると、このフランジ部４０はカラ一部３８の内
側面に圧接し、そのカラ一部３８をくぐり抜けるまで内
向きに撓み、その部分をくぐり抜けると同時に、弾性に
基づいてその本来の非変形位置に復帰してカラ一部内側
面と係合し、スナップロック作用を発揮するものである
。
このハンドル部を胴体部から分離するためにはハンドル
の上部４０をそれが再びカラ一部をくぐり抜ける状態ま
で十分に撓ませ、その上でこのハンドル部を首部３６か
ら引き出せばよい。ハンドル部１２はその態様において
胴体部１４に対し取り外し可能にスナップ装着すること
ができるとともに、後述の如く各々レーザ走査システム
の異なった要素を収納した交換用ハンドル部のセットか
ら別のハンドル部を選択する場合にも同様に前記胴体部
に装着することができる。
ヘッドには後述の通り、複数の要素が取り付けられるが
、それらの要素の少くとも幾つかは引き金３２により、
また制御マイクロプロセッサにより直接または間接的に
付勢される。ヘッド内の要素の１つは、例えば半導体レ
ーザダイオード４２からなる能動レーザ光源（第４図参
照）である。
このレーザダイオードは引き金３２によって駆動され、
前述したように使用者にとって不可視の高発散性及び非
対称放射性のほぼ弁型の放射断面を有する波長７０００
Å以上、特に約７８００人種度のレーザ光線を発射るも
のである。レーザダイオード４２は実施上においては多
くの供給源、例えばシャープ電機株式会社より型番号Ｌ
Ｔ０２０ＭＣとして販売されているような市販のものを
好ましく用いることができる。このダイオードは連続波
長または連続パルス型である。ダイオード４２はヘッド
内に装備されたバッテリ（ＤＣ）電源より供給される低
電圧（例えば、１２ＶＤＣ以下）により駆動され、この
電源は実施例においてヘッド内に取り外し可能に装備さ
れた再充電可能なバッテリ機構４４（第７図参照）また
は外部電源（例えば、ＤＣ電源）よりヘッドに接続され
たケーブル４６内の電力線（第２図参照）より構成する
ことができる。
第４図において最もよく示す通り、レーザダイオード４
２はプリント回路板４８上に取り付けられる。ヘッド内
には光学素子が配列装備され、これは発射されたレーザ
ビームを第１の光路に沿ってヘッド外における鼻先部２
０の前方に位置した基準面に向かわせるようにダイオー
ド４２に関して位置調整される。基準面は縦軸方向、す
なわちレーザビームの指向方向にほぼ直交して配置され
る。読み取られるべき記号は基準面に近接したその面の
一方側または反対側あるいはその両方の側に配置される
。すなわち、光学的に変調または偏向されたレーザビー
ムの焦点深度または視界深度内のいずれかの場所に配置
されるものであり、これらの焦点深度または視界深度は
記号を読み取ることかできる動作距離として認識される
。反射されたレーザビームは記号から多方向に反射され
、その反射レーザビームのうち、記号からヘッドに向か
う部分はここに帰還部分として認識される。
当然ながら、この帰還部分もまた使用者にとっては不可
視である。
第４図において最もよく記す通り、光学素子は一端に同
温状開口５２を有する細長い光学チューブ５０を含んで
いる。この円筒状開口５２内にはダイオード４２の環状
ケース部が固定保持され、チューブ５０の他端領域には
レンズバレル５４が長さ方向に移動可能に装備される。
このレンズバレル５４が開口絞り５６とその絞り５６を
包囲する素子壁部５８および内部空間を仕切る円筒側壁
部６０を含んでいる。
光学素子はさらに第１光路において側壁部６゜の内部空
間に位置し、発射レーザビームを基準面に集束するため
の例えば平凸レンズからなる集束レンズ６２を含んでい
る。開口絞り５６はレンズ６２のいずれの側に配置され
てもよいが、なるべくならその下流側に配置される。光
学チューブ内にはバイアス手段としてコイルスプリング
６４が配置される。このコイルスプリングは一端ではダ
イオードのケーシング部を支持し、他端において平凸レ
ンズ６２の平面側を支持している。スプリング６４はレ
ンズ６２を素子壁部５８に対して定常的に押圧し、これ
によってレンズ６２は開口絞り５６に関して定位置に保
持される。レンズ６２及び開口絞り５６はレンズバレル
５４が長さ方向に移動するとき一体的に移動する。側壁
部６ｏはまず光学チューブ５ｏの内周面に関しねじ式ま
たは摺動関係において挿入され、レンズ６２と開口絞り
５６との所望の位置関係、及びダイオード４２の固定保
持か達せられたときチューブ内周壁に対する糊付けまた
は適当な固着処理により固定され、側壁部６０とチュー
ブ５ｏの内周壁との間の長さ方向の移動はレンズ６２と
開口絞り５６のための位置調整手段を構成し、またレン
ズ及び開口絞りのダイオードに関する位置の固定化はレ
ンズ及び開口絞りをダイオードから所定の間隔において
固定することを意味する。
開口絞り５６はそれに入射するレーザビームの断面積よ
り小さい断面積を有し、これにより入射レーザビームの
一部分のみがこの開口絞り５６を通過し、第１光路に沿
って記号に向がうことかできる。素子壁部５８は入射レ
ーザビームの残りの部分が開口絞り５６以降に達しない
ように阻止するものである。開口絞りの断面形状はなる
べくなら加工容易な円形とされるが、入射レーザビーム
の発散角がこの部分においても矩形状または弁型である
場合には、記号へのより効率的なエネルギ伝達を可能と
するために矩形状または弁型とすることもできる。
回折光学理論によれば、基準面において要求される入射
ビームの断面サイズは特に開口絞りのサイズ、入射ビー
ムの波長、及びレンズ６２と基準面との軸方向距離によ
り決定される。したがって、前記波長及び軸方向距離が
等しいものとすれば、基準面におけるビーム断面は開口
絞りの断面サイズを制御することにより容易に除去する
ことができる。開口絞りをレンズ６２の上流側でなく下
流側に配置するならば、基準面におけるビーム断面の決
定においてレンズ公差を考慮しなくてもよくなる。
開口絞り５６はレーザダイオードのビーム中心に位置し
ているため、光強度はダイオード４２のｐ−ｎ接合、す
なわちエミッタに関して直交した面と平行した面との双
方においてほぼ均一である。
すなわち、レーザダイオードビームの非対称放射性に基
づきｐ−ｎ接合に直交した面内における光強度はビーム
の中心において最大輝度となり、外向き半径方向におい
て低下することに留意すべきである。同じことはｐ−ｎ
接合に平行した面内においても言えることであるか、光
強度は異なった度合いで低下する。したがって、なるべ
くなら円形の微少な開口絞りを弁型の七較的大きい断面
を有するレーザダイオードビームの中心に位置決めする
ことにより弁型のビーム断面は開口においてほぼ円形に
変調され、ｐ−ｎ接合に直交した面及び平行した面の双
方における光強度はほぼ一定となる。開口絞りはなるべ
くなら光学素子の開口数を０．０５未満に低下させるも
のであり、単一のレンズ６２がレーザビームを基準面に
集束できるようにするものである。
好ましい実施例において、レーザダイオード４２のエミ
ッタと開口絞り５Ｇの間のおよその距離は約９．７閤〜
約９．９關である。また、レンズ６２の焦点距離は約９
．５　ｍｍ〜約９．７Ｂである。開口絞り５６が円形で
あれば、その直径は約１．２　ｍｍである。また、開口
絞り５６が四角形であれば、その寸法は約１×２肋であ
る。開口絞り５６を通過する直前におけるビーム断面積
は約３．　ＯＸ　９．３印である。これらの数値は光学
素子かレーザダイオードビームを変調して鼻先部２０か
ら約３ｍ〜４ｍ離れた位置にある基準面において約６ミ
ル（１００／１ｍ）〜１２ミルのビーム断面となるよう
に集束できるようにするための単なる例示的な数値にす
ぎない。動作距離はすでに述べたような近接記号か鼻先
部２０から約１ｍ離れた基準面までのいずれかの位置に
配置されるようにするとともに、すでに述べた遠方記号
が基準面から約２０ｍ以上遠いいずれかの点に配置され
るようにするものである。
開口絞り５６を通過したレーザビーム部分は光学素子に
よりヘッド内の光軸１０２に沿って後方に向かい実質上
平坦な走査ミラー６６に入射し、ここから反射される。
走査ミラー６６はこれに入射したレーザビームを前方に
反射し、別の光軸１０４に沿って進行させ、上部正面壁
６８に設けられたレーザ光透過用の前面窓６８を通じて
記号に向かわせる。第９図において最もよく示す通り、
基準面に近接した位置にはバーコード記号からなる代表
的な記号１００か示されており、これは長さ方向に沿っ
て順次隔たって配置された垂直バーの配列からなってい
る。１０６は記号に入射する概して円形の使用者にとっ
て不可視のレーザスポットである。第９図におけるレー
ザスポット１０６は瞬間的な位置において示されている
。すなわち、引き金３２により付勢された走査ミラー６
６は後述の通り繰り返し往復及び振動的に動作し、レー
ザ光線か記号を構成する全バーを横切るよう直線的に掃
引するからである。第９図におけるレーザスポット１０
６ａ、、１０６ｂはそのような直線走査における順次両
端位置を示すものである。直線走査はすべてのバーを掃
引し得る範囲においてバーの任意の高さ位置に調整する
ことができる。直線走査の長さは読み取られるべき最長
の記号の長さより長いものであり、好ましくは直線走査
は基準面において５ｍ程度の長さを有する。
走査ミラー６６は例えば米国特許第４３８７３９７号に
記載されたような高速走査モータ７ｏなとの走査手段上
に取り付けられる。したがって、前記米国特許の記載は
この明細書の一部をなすものとして引用される。しかし
なから、本発明の理解において、走査モータ７０は支持
ブラケット７４を固定支持した出力シャフト７２を有す
るものであることを認識すれば十分である。走査ミラー
６６はこのブラケット７４上に固定される。モータ７０
はシャフト７２を典型的には３６０’より小さい所望の
角度範囲において往復的に振動回転させるものであり、
その速度は１秒間当たり複数回の振動が生ずるものとさ
れる。好ましい実施例において、走査ミラー６６及びシ
ャフト７２は一体的に振動してこのミラーに入射するレ
ーザダイオードビームを約３２°の弧状範囲において１
秒間当たり２０回走査または　４０回振動の速度で基準
面を走査するものである。
第２図を再び参照すると、反射されたレーザ光の帰還部
分は走査中の記号１００を構成する種々の部分の異なっ
た光反射性に基づいて可変の光強度を有する。この反射
レーザ光線の帰還部分は概して凹面状の球面集光ミラー
７６により捕集されるものであり、第２図に示す上限線
１０８及び下限線１１０により、並びに第３図に示す一
側線１１２及び他側線１１４により形成された円錐集光
路中の集束ビームをなすものである。集束ミラー７６は
円錐集束光を光路１１６に沿ってヘッド中（第３図参照
）に反射し、第２の光路に沿ってレーザ透過素子７８を
通過させ、例えばホトセンサ８０なとのようなセンサ手
段に入射させるものである。ホトセンサ８０に導かれた
円錐集束レーザは上限線１１８及び下限線１２０により
（第２図参照）、また−側線１１２及び他側線１１４に
より（第３図参照）規定される。なるべくならホトダイ
オードからなるホトセンサ８０は直線走査範囲に沿って
のび、かつその範囲を上回る視界を通じて集光されたレ
ーザ光線の可変強度を検出し、検出された可変光強度を
指示する電気アナログ信号を発生するものである。
第９図を再び参照すると、１２６は記号１００に対向す
る瞬間集光領域であり、ここから瞬間レーザスポット１
０６が反射するものである。換言すれば、ホトセンサ８
０はレーザスポット１０６か記号に入射することに対応
するその部分の集光領域を“観察”するものである。集
光ミラー７６は支持ブラケット７４に取り付けられ、走
査モータが引き金３４により駆動されると、往復的に回
転振動を生じてホトダイオードの視界をそれが記号を横
切るよう長さ方向に掃引して直線走査を実行するもので
ある。集光領域１２６ａ、１２６ｂはそのような視界の
直線走査における瞬時両端位置を示すものである。
好ましい実施例において、走査ミラー６６及び集光ミラ
ー７６は第８図に示すような一体構造であり、それらは
好ましくはガラスからなる光透過性材料の平凸レンズ８
２に装着された光反射層の被覆体からなっているる。レ
ンズ８２は平面走査ミラー６６を構成すべき第１の光反
射層が被覆される部分において実質上平坦面を有し、い
わゆる凹面集光ミラー７６を形成すべき第２の光反射層
か被覆される部分においてはほぼ球面をなしている。
走査ミラー６６は不連続な正面銀メツキ凹形ミラー上に
、正確な位置及び角度において糊付けまたは成型された
不連続な小型平面ミラーより構成することもできる。後
述した通り、凹型集光ミラー７６はレーザ光線の帰還部
分を集光するとともに、ホトダイオード８０上にそれを
集束するだけでなく、レーザ光線を読み取るべき記号１
００に向けて狙い付けするための狙い付け用、すなわち
指向用の光線をヘッドの外側に向かわせ、かつ集束させ
るものである。
ヘッドにはさらに種々の局部電気回路を構成する１つま
たはそれ以上のプリント回路板８４．８６が装備される
。例えば回路板８４上の素子８１．８２．８３を有する
信号処理手段は、センサ８０が発生したアナログ電気信
号を処理するとともに、デジタル化されたビデオ信号を
発生するものである。記号のデータ記述はこのビデオ信
号から引き出される。この目的のための好ましい信号処
理手段は、例えば第４２５１７９８号に記載されている
。また、回路板８６上の素子８７．８９は走査モータ７
０のための駆動回路を構成するものであり、このための
好ましいモータ駆動回路は、例えば米国特許第４３８７
２９７号に記載されている。回路板８６上の素子９１は
指向用光線のための制御回路を構成するものであり、そ
の回路動作については後述する。ダイオード４２および
センサ８０を装備した回路板４８上の素子９３は入力電
圧をレーザダイオード４２のための好ましい付勢レベル
に変換するための電圧変換器である。前述した米国特許
第４２５１７９８号及び同１４２５１７９８号に記載さ
れたすべての素子はこの発明の一部をなすものとしてこ
こに引用することとする。
デジタル化されたビデオ信号は胴体部１４上に装備され
たソケット８８及びハンドル部Ｉ２上に装備された共用
プラグ９０からなる電気接続機構に導かれる。プラグ９
０はハンドル部が胴体部に装着されたときソケット８８
と自動的に電気接続される。ハンドル部内にはさらに種
々の電気回路素子を装着した一対の回路板９２．９４（
第１図参照）が装備される。例えばこれらの回路板に装
着された素子９５．９７等はデジタル化されたビデオ信
号をデコード信号として解読し、そのデコード信号より
ソフトウェア制御プログラムに納められたアルゴリズム
に従って記号に関する所望のデータ記述を取り出すこと
ができる。デコード／制御手段は制御プログラムを保持
するためのＦＲＯＭと一時的なデータ記憶のためのＲＡ
Ｍ及び前記ＦＲＯＭ及びＲＡＭを制御するための制御マ
イクロプロセッサを含んでいる。デコード／制御手段は
記号の解読が成功したことを判断してそのとき記号の読
み取りを終了する。読み取りの開始は引き金３２の押圧
により実行される。デコード／制御手段はさらに引き金
により付勢されるヘッド内の能動素子の付勢制御並びに
使用者に記号の読み取りが自動的に終了したことを知ら
せるための制御回路を含んでいる。読み取り検出の告知
は、例えば指示ランプ９６に制御信号に送ってこれを発
光させることにより行われる。
デコード信号が発生すると、これは一実施例においてテ
ーブル４６中の信号導体に沿って遠隔のホストコンピュ
ータ１２８に導かれる。このコンピュータは基本的に大
型のデータベースとして動作し、このデコード信号をス
トアするとともに、場合によってはデコード信号に関す
る情報を提供する。例えばホストコンピュータはそれら
の解読記号により特定される対象物に対応する小売り価
格情報を提供する。
別の実施例においては、ハンドル部中に例えば素子９５
からなるローカルデータ記憶手段が装備される。この記
憶手段は読み取られた多重デコード信号をストアするも
のである。このストアされたデコード信号は遠隔のホス
トコンピュータによって読み出されることかできる。こ
のようなローカルデータ記憶手段を装備することにより
記号の読み取り中におけるケーブル４Ｇの使用を排除し
、ヘッドを極めて手操作し易くすることができる。
すでに述べた通り、ハンドル部１２は胴体部に互換的に
装着可能なハンドル部群の１つとすることができる。一
実施例においてハンドル部は空体とされ、その場合ビデ
オ信号は遠隔のデコード／制御手段においてデコードす
べくケーブル４６に沿って導出される。別の実施例にお
いては、ハンドル部内にデコード／制御手段のみが収納
され、この場合においてはデコード信号は遠隔ホストコ
ンピュータにおいてストアされるため、ケーブル４６に
沿って導出される。さらに、別の実施例において、ハン
ドル部内にはデコード／制御手段及びローカルデータ記
憶手段が収納され、この場合には複数の読み取りにおい
て形成され、かつ記憶されたデコード信号が遠隔のホス
トコンピュータにおいて読み出される。すなわち、ケー
ブル４６はストアされた信号の読み出しのためにのみ接
続される。
選択的に前述したような互換可能な装着式ハンドル群を
用いる代わりに、ヘッドに固定的に装着された単一のハ
ンドルを用いることもできる。この場合、その単一ハン
ドル内には所望に応じて分離可能な回路板９２．９４に
装着された種々の素子を用い、分離可能なハンドル端部
１２８を除去することによりそれらの回路板を交換でき
るようにする。
レーザダイオード４２並びに電力を要求するヘッド内の
種々の素子に電力供給するため、ケーブル４６内の電力
導線を通じて導入された電圧信号は素子９３などのよう
なコンバータにより必要な値の電圧に変換される。ケー
ブル４６か記号の読み取り中において除去されるような
実施例においては、ハンドル部１２の底部において再充
電可能なバッテリバック機構４４（第７図参照）が取り
外し可能にスナップ装着される。
本発明によれば、さらにヘッド内には記号への入射光路
におけるレーザビーム及び反射光路におけるレーザビー
ムが使用者にとって不可視である場合において、使用者
かヘッドを可視的に位置決めして各記号の読み取りを行
うことを助けるための指向用光線機構が装備される。こ
の指向用光線機構は例えば可視光線の発光ダイオード（
ＬＥＤ）や、白熱ランプ光源や、キセノンフラッシュ管
などからなり、ヘッド内において引き金３２に機能的に
接続された指向用光源１３０を含んでいる。
引き金３２により直接駆動され、またはデコード／制御
手段により間接的に付勢された指向用光源１３０は使用
者にとって可視的な波長約６６００大の指向用光線を発
生及び伝播させる。すなわち、この指向用光線は赤色光
であり、記号か配置された環境中の白色の周囲光に対し
て識別力を与える。
指向光線手段はさらヘッド内において指向用光線をその
光源より指向光路に沿って基準面及び各記号に向かわせ
るように取り付けられ、各記号の少くとも一部を可視的
に照射するものである。より特定すれば、第２及び３図
に最もよく示す通り、指向光源１３０は光学素子７８に
ほぼ円錐状に指向用光線を導くため、傾斜した支持具１
３２上に取り付けられる。円錐状指向用光線は光学素子
７８に達するまでに上限線１３４及び下限線１３６（第
２図参照）、並びに−側線１３８及び他側線１４０（第
３図参照）により区画されるものである。すでに述べた
通−リ、光学素子７８は集光されたレーザ光線がそこを
通ってホトセンサ８０に達することを許容するとともに
、周囲からの散光ノイズがこのホトセンサに達しないよ
うにフィルタ処理するものである。光学素子７８はさら
に入射する指向用光線を反射する。実際上、このような
光学素子は指向用光線の波長域における光を反射すると
ともに、レーザ光線の波長域では光を透過するいわゆる
“コールド”ミラーとなるものである。指向用光線はこ
のコールドミラー７８から反射されて集束ミラー７６と
ホトセンサ８０との間の集束レーザ光線の光軸１１６と
実質的に整列した光軸に沿って進行し、湾曲ミラー７６
に入射する。この湾曲ミラー７６はこのミラー７６と記
号１００との間の集束レーザ光線の同様な光軸と実質的
に一致した光軸に沿って指向用光線を前向きに反射し、
かつ集束するものである。指向用光線のための集束ミラ
ーとして作用する湾曲ミラー７６はこの指向用光線を集
束してヘッドの鼻先部２０から約８ｉｎ−１ｏｉｎ離れ
た距離において約０．５ｉｎ径の円形スポットとして結
像するものである。ヘッドの外部に位置する指向用光路
の部分はヘッドの外部に位置する集束レーザ光路の部分
と一致しており、したがって、ホトセンサ８０は不可視
のレーザ光線において記号から反射された部分を指向用
光線により“見る”ことができる。言い換えれば、指向
用光線は第１の光路において配置されたコールドミラー
にその光線を入射させることにより、そこから出るレー
ザ光線と一致して記号に導かれる。すなわち、指向用光
線の光軸は出射レーザ光線の光軸と一致するからである
。
第１０図に最もよく示す通り、指向用ＬＥＤ１３０は第
１の静止シングルビーム指向方式の実施例において、例
えばヘッド内の指向光路中に固定支持された集束レンズ
からなる固定指向素子１４２に関連して配置される。レ
ンズ１４２は各記号１００に指向用光線を導き、かつ集
束してその面上に視界範囲内のスポット領域１５０（第
１１図をも参照のこと）を可視的に照射する。スポット
領域１５０はなるべくなら記号の中心近くにおける円形
であり、読み取り前の位置決めをすべく走査前及びその
読み取りのための走査中において照射されるものである
。近接及び遠方記号の双方は第１０図の静止シングルビ
ーム指向方式の実施例によって配置及び観察される。す
なわち、遠方記号はヘッドからかなりの距離にあるため
、比較的弱い光強度で照射されるが、使用者にとっては
視覚判断可能である。しかしながら、すでに説明した通
り、固定スポット１５０は記号を横切る走査を追跡する
という見地からはほとんど助けにならない。
第１２図には第２の実施例として静止ツインビーム型指
向方式が示されている。この実施例においては、指向用
ＬＥＤ　１３０と同様な一対の指向用ＬＥＤ１３０ａ、
１３０ｂが固定集束レンズ１４２に関して所定角度で配
置されている。このレンズ１４２はＬＥＤ１３０ａＳ１
３０ｂから発せられた指向用光線を同一の記号に導・き
、その面上において視界の両側に位置する一対のスポッ
ト領域１５２．１５４を可視的に照射するものである。
スポット領域１５２．１５４は好ましくは円形であって
、走査範囲の両端近傍に位置し、各記号を読み取るべく
それらを配置し、かつ記号パターンを辿るため、走査前
及び走査中の両方に渡って照射されるものである。近接
記号及び遠方記号はいずれも第１２図の静止ツインビー
ム指向方式により位置決めされるとともに、観察される
。そして、遠方記号はヘッドからの距離が遠いことに基
づき比較的弱い強度で照射されるが、使用者によっては
可視的である。すでに述べた通り、一対の固定スポット
１５２．１５４は記号を横切る走査を追跡するという見
地において極めて価値的な補助手段となるものである。
次に第１１図を参照して第３図の動的なシングルビーム
指向方式の実施例について説明する。この実施例におい
ては、集束レンズ１４２をヘッド内において静止的に取
り付けるのではなく、これをすでに述べた態様において
指向用光線か各記号を横切って掃引されるようにするた
めの走査／集光／集束素子として振動するようになって
いる。
すなわち、このレンズは記号面上において視界に沿って
のびる線領域１５６（第１３図参照）を照射するもので
ある。線領域１５６は各記号の読み取り走査中において
照射される。近接記号は走査か毎秒４０回程度の速度で
あっても線領域１５６によりよく照射されるか、遠方記
号はヘッドからの距離が遠ければ遠いほど走査速度が速
くなるため線領域１５６はほとんど観察できなくなる。
再び第１〜６図を参照すると、引き金３２を駆動するこ
とにより種々の位置または状態の中て付勢される静止／
動的指向結合方式の機構か示されている。第２図におい
て引き金３２はオフ状態にあり、この場合ヘッド内のす
べての能動素子は消勢されている。回路板８４の下側面
には一対の電気スイッチ１５８．１６０か装備されてい
る。各スイッチ１５８．１６０はスプリングバイアスを
有するアーマチュアまたはボタン１６２．１６４を有す
る。これらのボタンはオフ状態にあり、スイッチの外側
に突出してレバー１６６の両端部に接触している。レバ
ー１６６の中央からずれた位置において引き金３２の後
方突出部１７０における枢支点１６８に支持されている
。
引き金３２がまず第５図に示すような第１初期動作位置
まで押圧されると、レバー１６６はボタン１６２のみを
押圧し、これにより駆動されたスイッチ１５８は第１の
動作状態を確立する。すなわち、この第１の動作状態に
おいて引き金３２は指向光源１３０を付勢し、これによ
って指向用光線がコールドミラー７８から後方に反射さ
れ、かつ集束ミラー７６から前方に反射されて記号に向
かう。この第１の動作状態において引き金は集束ミラー
７６を予め定められた固定位置に置くものである。この
固定集束ミラー７６は指向用光線を記号に導き、その面
上において第１１図の中央スポット領域１５０に等しい
スポット領域に可視的に照射する。このスポット領域は
記号を読み取る前の位置決めにおいて使用者を助け、走
査前の視界において特定されるものである。集束ミラー
の固定的な位置決めは走査モータ７０のＤＣ巻線を付勢
し、その出力シャフト及びシャフト上の集束ミラー７６
が中間基準位置まで角度的に回動することにより有利に
達せられる。
その結果、引き金３２が第６図に示すような第２位置ま
で押圧されると、レバー１６６はボタン１６２だけでな
く、ボタン１６４をも押圧し、これによって第２の動作
状態か確立される。この第２の動作状態において引き金
はヘッド内の残りすべての能動素子を付勢する。すなわ
ち、レーザダイオード４２）集束ミラー７６の振動を生
ずる走査モータ７０のための制御回路、ホトダイオード
８０、信号処理回路、並びにヘッド内の他の回路部分を
付勢し、記号の読み取りを開始するものである。集束ミ
ラー７６はこの場合には固定でなく、振動して指向用光
線を記号の左右にわたって動的に掃引し、その面上の線
領域を可視的に照射するものである。この線領域は第１
３図の線領域１５６と同様であり、視界に沿って延長し
ている。したかって、走査中において使用者は記号の読
み取り追跡動作の目視基準を得ることができる。このよ
うな記号の追跡は近接記号については極めて鮮明に視覚
認識できるが、遠方記号についてはそれほど明瞭には認
識できない。
ヘッド内の諸要素の前述した指向機構はまたビルトイン
逐次接点を有する単一の２極スイツチを用いることによ
っても達せられる。
再び第２図および第３図を参照すると、ヘッド内の種々
の要素の多くは正面衝撃遮断器１７２及び背面衝撃遮断
器１７４により衝撃遮断されていることに注意すべきで
ある。この衝撃遮断器１７２上には回路板４８及びその
回路板上の全素子が支持され、背面衝撃遮断器１７４上
には走査モータ７０及び指向光源１３０を装備した支持
板１７６か支持される。胴体部の内側は光遮蔽板１７８
により分割され、コールドミラー７８が周囲光をホトセ
ンサ８０に到達させないようになっている。
第２図のレーザ走査ヘッドは再帰反射型であり、出射レ
ーザ光線並びにセンサ手段の視界が走査される。この発
明の精神の範囲内において他の種々の変形態様も実施可
能であることは容易に理解されよう。例えば、出射レー
ザ光線をヘッド上の１つの窓を通る記号に向かわせ、か
つその記号面を左右に掃引させ、同時に視界は走査しな
いで、帰還レーザ光線をヘッド上の別の窓を通して捕捉
することもてきる。また、出射レーザ光線を記号に導く
ものの、それを左右に掃引せず、視界を掃引することも
考えられる。
ハウジングの形状については美的、環境的、寸法的並び
に電子要素及び機械要素の選択及び配置に応じた種々の
ものを図示のハウジングに代えて採用することができる
。
この発明のレーザ走査ヘッドは手持ち型である必要はな
いが、記号が動作ステーション、なるべくならレーザ光
線を通過する架設窓またはボートの下側を通過するよう
にした卓上自立型動作ステーションにおいて組み込むこ
とができる。動作ステーションそのものは固定であるが
、少くとも記号の走査中においてその記号は動作ステー
ションに関して移動可能であり、出射ビームと整合しな
ければならない。そのため、ここに述べる指向光線機構
が特に有利な手段となる。
この発明のレーザ走査ヘッドはそれぞれｌ〜６ｉｎ、ｌ
−１２ｉｎ、１〜２０ｉｎの動作距離内における高、中
及び低密度のバーコード記号を読み取ることができる。
ここに高、中及び低密度のバーコード記号はそれぞれそ
の最少幅が約７．５ミル、１５〜２０ミル、及び３０〜
４０ミルのバーまたはスペースを有するものとして定義
される。好ましい実施例において既知密度の記号に対す
る基準面の位置はその記号のための最大動作距離に対し
て最適化される。使用者がヘッドを記号に向けることを
助けるためには、ここに述べた指向光線機構に加えて、
さらに別の手段が装備される。例えばハウジングの上部
に形成されて第１または第２の光路の方向に沿って延び
、る高位置観察素子などのような機械的指向手段が使用
者によって照準合わせできるようになっている。さらに
、ヘッドには監視窓を有する覗き穴を設け、これによっ
て使用者が窓内に見える記号に照準を合わせるようにす
ることもできる。また、記号を発見するためには音響探
知手段を用いることもできる。この探知手段は音響信号
を発射して返ってくる反響信号を検出し、その検出によ
り音響指示器を付勢するものである。この音響指示器は
音響を発生するかまたは一連の音響列の発生頻度を代え
ることにより使用者に対し記号が見出されたことを告知
することができる。
この発明の他の様相においては、前述した指向用光線の
スポットを記号上において点滅させることを要求される
場合がある。これは例えばスポットをより発見し易くす
るため、または指向光源により消費される平均電力を節
約するために有用である。このような点滅光スポットは
電気的または機械的手段により達成することができる。
第１４図は第２図と類似であるか、レーザ走査ヘッドの
２つの市場的要求に従った実施例を示すものである。簡
略化するため、第１４図において第２図と同様の部分は
対応する付点数字で指示することとする。
第２図及び第１４図の実施例間における相違として、第
１４図のヘッド１０’に示された顕著な部分はその胴体
部１４’か２個のハウジング部、すなわち上部ハウジン
グＩ８０と下部１８２がらなり、これらを好ましくはス
ナップ係合により一体化して形成された点にある。下部
ハウジング１８２は着色合成プラスチック材料などのよ
うな光遮断性不透明材料からなっているが、上部ハウジ
ング１８０は光透過性合成プラスチック材料からなって
いる。出射光及び入射光はいずれも透明上部ハウジング
１８０を通過するため、光阻止材料からなるカバー１８
４がその透明上部ハウジング１８０の必要な外側面を覆
っている。すなわち、上部ハウジング】８０において窓
部１８６及び指示部１８８はカバー１８４には覆われな
い。カバー１８４はその内表面か上部ハウジング１８０
の外面に緊密に整合して密接し、かつ摩擦係合するよう
にしたものであり、注入成型より得られた熱硬化性ゴム
状成型体からなっている。実際上、この緊密装着カバー
は窓部１８６及び指示部１８８を覗いて透明上部ハウジ
ング１８０の他のすべての部分を遮蔽し、これらの部分
から何らの光線も漏出しないようにするものである。
かくして従来技術の如く、ヘッドまでの任意の位置に別
体としての窓を孤立的に糊付けまたは装着する必要はな
くなる。カバーされない窓部１８６は光線の出入口とし
ての作用をする。当然ながら、窓部１８６は上部ハウジ
ング１８０の他の部分と一体に形成されるものであり、
したがって、従来技術の窓におけるようなヘッド内の光
学素子及び電気素子の妥当な動作を阻害するような塵埃
や湿気及び他の何らかの汚染物によりｔｌ　ｆＬわれる
というおそれは存在しない。
さらに、指示部１８８はカバー１８４に覆われていない
ため、指示ランプ９６′からの光はその部分を通じて発
光する。そして、この場合も従来技術において必要とし
ていた指示ランプ９６′部分における孤立した窓の設置
も必要としない。したかって、ヘッド内の効果的な光遮
断に寄与するものである。
ゴム状カバーはなるべくなら厚手の弾力性及び加工性に
優れたものからなり、ヘッドに衝撃耐性を提供するもの
である。さらに、第１４図から認識される通り、カバー
は上部ハウジング１８０及び下部ハウジング１８２間の
接合領域において折り曲げフランジを有し、これによっ
て効果的にガスケット状シールを提供するものである。
第２図及び第１４図の実施例間のさらに別の相違は、引
き金３２′の部分において気密用ダイヤフラム１９０を
装備していることである。このダイヤフラム１９０は中
央駆動子１９２を有し、第１表面はスイッチ１６８のボ
タン１６４′と係合している。駆動子１９２の他方の面
は引き金３２′の勾配部１９４と係合している。このよ
うなヘッドの動作において引き金が押圧されると、勾配
部１９４は駆動子１９２とボタン１６４′を駆動させる
。この動作中において、ダイヤフラム１９０はヘッドの
内部を引き金の領域において外部から遮断し、これによ
って塵埃、汚染物、湿気、その他か通過するようなこの
引き全部分に関する隙間を遮蔽するものである。この点
もまた従来技術を凌駕するものである。
第２図及び第１４図の実施例間におけるさらに別の相違
点は、レーザダイオード、光学素子配列、指向光源及び
走査モータのモータ部分が、光学架台２００として知ら
れた共通支持体上に支持されていることである。光学架
台２００は上部２０２及び下部２０４を有し、これらは
次のようにして一体化される。架台の前端において上部
２０２上の突起２０６は下部２０４に形成されたチャン
ネル状の凹部２０８の内側に緊密に係合し、これを貫通
している。また、架台の後部においては下部２０４に形
成されたばか穴をねじ２１０が貫通し、上部２０２に形
成されたねじ穴と係合するようになっている。ハウジン
グ正面と架台２００の正面との間には正面衝撃遮断器１
７２′が配置され、架台の後部とヘッド後部に設けられ
た内部突出隔壁１７５．１７７どの間には後部衝撃遮断
器１７４′が配置されている。
第１４図の実施例のさらに別の相違点はプリント回路板
８６′をプリント回路板８４′の上ではなく、前述した
隔壁１７５．１７７と胴体部１４’の背面壁との間に形
成された背面隔壁２１２内に装備したことである。
第１４図の実施例のさらに別の相違点はハンドル挿入部
１２８′の内端部（図において上端部）に形成された環
状溝内にＯリングシール２１４を装備したことである。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の携帯用レーザダイオード走査ヘッドの
正面図、 第２図は第１図の２−１線に沿って描いた拡大断面図、 第３図は第２図の３−３線に沿って描いた断面図、 第４図は第２図の４−４線に沿って描いた拡大部分断面
図、 第５図は第１図の動作状態にある引き全機構を示す部分
拡大図、 第６図は第２の動作状態にある同様な部分拡大図、 第７図は第１図のヘッドに取外し可能に装着されたバッ
テリバックを示す部分図、 第８図は第１図の８−８線に沿って描いた一体化走査／
集光／集束ミラー素子を示す拡大断面図、第９図はレー
ザ光線に照射され、かつその光線を反射する記号を示す
拡大図、 第１０図は静止シングルビーム指向方式を示す略図、 第１１図は静止シングルビームまたはツインビーム指向
方式により照射された記号部分を示す拡大図、 第１２図は静止ツインビーム指向方式の略図、第１３図
は動的シングルビーム指向方式により照射された記号部
分を示す拡大図、 第１４図は第２図と類似のものではあるが、本発明によ
り最近の市場的要請に従って構成されたレーザ走査ヘッ
ドの別の実施例を示す拡大断面図である。 ０・・・・・・ヘッド、 ２・・・・・・ハンドル部、 ４・・・・・・胴体部、 ２・・・・・・引き金、 ２・・・・・・レーザダイオード、 ４・・・・・・バッテリバック、 ６・・・・・・電気ケーブル、 ０・・・・・・光学チューブ、 ４・・・・・・レンズバレル、 ６・・・・・・絞り開口、 ２・・・・・・集束レンズ、 ６・・・・・・走査ミラー Ｏ・・・・・・走査モータ、 ６・・・・・・集光ミラー ０・・・・・・ホトセンサ、 ０・・・・・・記号、 ６・・・・・・レーザスポット、 ８・・・・・・ホストコンピュータ。 第４図

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）ハウジング内に設けられ記号読み取り用の光線を
    発生するための光源と、前記光線を走査方向に振らせる
    ための走査ミラーを含み、前記光線を前記ハウジングの
    外に射出する光学手段と、前記ハウジングの外に置かれ
    た記号により反射されて前記ハウジングに入射する反射
    光を受けて前記記号に対応する電気信号を発生するセン
    サ手段と、からなる記号の光学的読み取り装置において
    、前記走査ミラーとともに動かされ、前記センサ手段に
    入射する前記反射光により定まる読み取り視野を前記光
    線の走査に同期して走査方向に振らせるための読み取り
    視野走査手段が設けられた、ことを特徴とする、記号の
    光学的読み取り装置。
  2. （２）特許請求の範囲第１項に記載した装置において、
    前記視野走査手段は凹形の反射面を有する集光ミラーか
    らなる装置。
  3. （３）特許請求の範囲第１項または第２項に記載した装
    置において、前記視野走査手段は前記走査ミラーと一体
    に形成された装置。
  4. （４）特許請求の範囲第１項ないし第３項のいずれかに
    記載した装置において、前記視野走査手段は平凸レンズ
    の曲面上に形成された凹形の反射面からなり、前記走査
    ミラーは前記平凸レンズの平面上の一部に形成された反
    射面からなり、前記反射光は前記平凸レンズの前記平面
    のうちの前記一部を除く部分から前記凹形の反射面に入
    射するようになった装置。
  5. （５）特許請求の範囲第１項ないし第４項のいずれかに
    記載した装置において、前記走査ミラーおよび前記視野
    走査手段は同一の駆動手段により駆動されるようになっ
    た装置。
  6. （６）特許請求の範囲第１項ないし第５項のいずれかに
    記載した装置において、前記光源はレーザ光源である装
    置。
  7. （７）特許請求の範囲第６項に記載した装置において、
    前記光源は使用者にとって見えにくいレーザ光線を発生
    する光源であり、前記ハウジングには可視光線を発生す
    る狙い付け光線用の光源が設けられ、前記視野走査手段
    は前記可視光線を前記記号に向かって前記ハウジング外
    に射出するように配置された反射手段としても働くよう
    に構成された装置。
  8. （８）特許請求の範囲第３項ないし第５項のいずれかに
    記載した装置において、前記走査ミラーと前記視野走査
    手段は単一の駆動モーターの駆動軸に結合され、３６０
    度よりも小さい円弧長にわたって反復的に駆動されるよ
    うになった装置。
  9. （９）特許請求の範囲第１項ないし第８項に記載した装
    置において、前記ハウジングは手持ち式に構成された装
    置。
  10. （１０）特許請求の範囲第６項または第７項に記載した
    装置において、前記視野走査手段と前記センサ手段との
    間の光路に、レーザ光を透過させ他の散乱光を遮断する
    ミラーが配置された装置。
  11. （１１）特許請求の範囲第１項ないし第１０項のいずれ
    かに記載した装置において、前記センサ手段はアナログ
    信号を発生する手段であり、前記ハウジング内には前記
    アナログ信号をデジタル信号に変換する信号処理手段が
    設けられた装置。
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