JPH0378097A - 無段調節可能な光学的スキャナを備えたｐｏｓシステム - Google Patents

無段調節可能な光学的スキャナを備えたｐｏｓシステム

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JPH0378097A
JPH0378097A JP20594190A JP20594190A JPH0378097A JP H0378097 A JPH0378097 A JP H0378097A JP 20594190 A JP20594190 A JP 20594190A JP 20594190 A JP20594190 A JP 20594190A JP H0378097 A JPH0378097 A JP H0378097A
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マーク　クリッシェヴァー
Boris Metlitsky
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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、一般には、レジスタなどの端末装置と無段調
節可能な光学式スキャナを備えた販売時点情報管理シス
テム（Ｐｏｉｎｔ　Ｏｆ　５ａｌｅ　５ｙｓｔｅ＠、以
下、ＰＯＳシステムと呼ぶ）、詳しく述べれば、バーコ
ード記号などの光を反射する目標物および（または）検
出器の視域を多方向走査する光学式スキャナ、さらに詳
しく述べれば、多方向走査パターンを発生し、任意の向
きのバーコード記号が通過するワークステーションの作
業面のほぼ全面にわたって多方向走査パターンを投影す
る装置および方法に関するものである。
従来の技術 従来、バーコード記号など光反射率の異なる記号が付け
られた目標物は、光路にほぼ垂直な基準面の近くに置か
れた記号にレーザー光線を当てることによって走査され
た。記号から反射したレーザー光線は有限視域を有する
検出器によって検出された。記号および（または）視域
は、基準面において多くの異なる走査パターンで走査さ
れた。走査パターンは、これまで、１本の走査線または
記号に沿って長手方向に伸びる１組の平行走査線であっ
た（米国特許第４，２５１．７９８号または同第４３８
７．２９７号参照）。そのほかに、記号に対し２方向に
伸びる２組の交差する平行走査線のパターンも用いられ
た（米国特許第４，３６９．３６１号）。
記号の方向が任意である場合には、どんな向きであって
も、記号を迅速に読み取る確率を最大にするために、多
方向に伸びる目の詰まった走査パターンを生成すること
が提案された。一般にスーパーマーケットで見られるよ
うに、精算カウンタに埋設された形式の通常のＰＯＳス
キャナは、レーザー光線を数方向に曲げて、基準面すな
わち勘定台の上面もしくはそれより少し上の平面を横切
って移動する異なる向きの記号を読み取るようになって
いる。レーザー光線を曲げるために、多数の補助ミラー
の環で取り囲まれた中央ミラーを有する多面体が勘定台
の下に設置されている。各補助ミラーは異なる各走査線
に対応している。二のような構造は広い空間を占めるが
、広い空間を容易に使用することができるスーパーマー
ケラトノ勘定台の下に容易に設置することができる（米
国特許第３，９７８，３１７号参照） そのほかに、基準面にリサジュー図形の走査パターンを
発生させる方法が提案された。この方法は、レーザー光
線をＸ方向およびＸ方向にそれぞれ偏向させる一対の走
査要素を同時に正弦波状に駆動して閉曲線の走査パター
ンを描くものである。
カーブしているが、リサジュー図形は、互いに直交して
Ｘ形を形成する真っ直ぐの走査線に特徴がある内側中央
部分と、小さい曲率半径を有する鋭くカーブした走査線
に特徴がある外側部分とを有する。軽くカーブした走査
線は記号の読み取りには使えないので、それらは、一般
にレーザー光線が記号へ向かう途中に通過する出口窓に
よって切り取られ、リサジュー図形の外側部分が阻止さ
れ、内側中央部分のみが通過する。
０ｐｔｉｃａｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ、　Ｎｏｖ、
　〜Ｄｅｃ、　１９８４．Ｖｏｌ。
２３、Ｎｏ、６．ｐ、７８４に掲載された論文’　Ｍｕ
ｌｔｉｄｉｒｅｃｔ−ｉｏｎａｌ　Ｈｏｌｏｇｒａｐｈ
ｉｃ　５ｃａｎｎｅｒ　ｆｏｒ　Ｐｏ１ｎｔ−Ｏｆ−５
ａｌｅＢａｒ−Ｃｏｄｅ　ＳｙｍｂｏＩ　Ｒｅａｄｅｒ
’に、ボログラムスキャナを使用して真に多方向の走査
パターンを生成する方法が提案されている。ホログラム
円板はある速度で回転し、円板に入射したレーザー光線
は別の速度で逆方向に回転している。合成された射出光
線は多方向の走査線を有する。しかし、手持ち式または
定置式のバーコード記号読取り装置を設計する際に、使
用空間が貴重である場合や、読取り装置の全体寸法、重
量および容積をできるだけ小さくしたい場合には、ホロ
グラム円板は実用的ではない。前記論文のホログラム円
板は、直径が２（１０）　ａｍで、これは多くの用途に
おいて手持ち式スキャナに望まれるコンパクトさを実現
するには大き過ぎるし、また光路は３５０　ｍｍで、こ
れは多くの用途において長過ぎるし、また走査角は１０
’で、コレハ多くの用途において要求されるコンパクト
さおよび走査長さを実現するには不十分である。
上に述べた走査パターンは、さまざまな形状のハウジン
グの中に設置された電気的構成要素および光学的構成要
素から成る走査パターン発生装置たとえばガン式ヘッド
（米国特許第４，２５１，７９８号または同第４，４０
９，４７０号参照）またはボックス式ヘッド（同第４，
３６９，３６１号参照）によって生成される。ガン式ヘ
ッドはオペレータの手に保持され、一般に、レーザー走
査装置を構成する他の構成要素を備えた遠隔端末装置に
ケーブルで接続されている。端末装置はオペレータが着
用したハーネスに収納された手持ち式でもよいし、独立
ユニットとして、またはレジスタ内に取り付けた定置式
でもよい、ボックス式ヘッドは、一般に、ケーブルで遠
隔端末装置に接続されており、勘定台の上面または記号
の付いた目標物が通過する独立した卓上ワークステーシ
ョンを構成する類偵の支持面の上に載っている。
手持ち式ヘッドは読み取る記号に対して容易に動かすこ
とができるが、ワークステーション式ヘッドは自由な動
きが制限される。このため、ワークステーション式ヘッ
ドを固定ピボットのまわりに旋回させ、かつ一定の通路
に沿って記号に直線的に接近させたり後退させる方法が
提案された。
しかし、ワークステーション式ヘッドから放射された走
査パターンと記号が合わなかったり、少なくとも容易に
合わないことがしばしば起こる。その場合にはごオペレ
ータは何度も記号がワークステーション式ヘッドを通過
するよう試みるから、読取り処理量が低下する。また、
ワークステーション付近の周囲光があまりに明るく、ヘ
ッドに集光した反射レーザー光線がその周囲光で隠され
てこしまうこともしばしば起きる。その場合にも、ＰＯ
Ｓシステムの効率が低下する。
発明が解決しようとする課題 本発明の第１の目的は、光学ワークステーション式スキ
ャナ、詳細にはバーコード記号読み取りワークステーシ
ョンの欠点を克服し、この分野の技術水準を進歩させる
ことである。
第２の目的は、ワークステーションを通過し、走査され
る記号に対し無段調節して位置決めすることができるワ
ークステーション式ヘッドを備えたＰＯＳシステムを提
供することである。
第３の目的は、多方向走査パターンを発生し、読み取ら
れる記号が通過するワークステーションの作業面のほぼ
全体にわたって投影することである。
第４の目的は、ワークステーションにおいて記号の存在
を検出したら、自動的に記号の読取りを開始することで
ある。
第５の目的は、ワークステーションのヘッドへ戻るレー
ザー光線を、強い強度の周囲光から遮蔽することである
。
第６．の目的は、構造が簡単で、小型で、軽量で、丈夫
で、多く用途に向＜　ＰＯＳシステムを提供することで
ある。
課題を解決するための手段 上記の目的および以下の説明で明らかにする他の目的を
達成するため、簡単に言うと、本発明は第１の態様とし
て、バーコード記号などの光反射率の異なる部分を有す
る記号を読み取るＰＯＳシステムを提供する。
可動電子光学式スキャナは、レーザー光線などの光線を
伝達し、スキャナの外にある作業面の近くに置かれた記
号へ導く手段を備えている。検出器たとえば光検出器を
使用して、記号から視域の上に反射されたさまざまな強
度の光の少なくとも一部分を検出し、検出した光の強度
を表す電気信号を発生する。処理手段は受は取った電気
信号を処理し、読み取った記号を表すデータに変換する
。
走査手段を使用して、前記光線の少なくとも一部分と前
記視域が走査される。
ＰＯＳシステムは、さらに、データを記憶する手段たと
えばデータ記憶装置と、データを表示する手段たとえば
デイスプレィを備えた端末装置を有する。レジスタすな
わち金銭登録器は、好ましい端末装置の１つである。
本発明は、スキャナを作業面に対して無段調節して位置
決めし、無数の調節された向きのうちの選択した向きに
スキャナを少なくとも一時的に保持する手段を備えてい
る。この位置決め手段は、その一端がスキャナに結合さ
れた細長い可曲性中空腕であることが好ましい。中空腕
の他端は、端末装置に直接結合してもよいし、あるいは
腕の反対端を取り付けた基台によって端末装置に間接的
に結合してもよい。
必ずしも必要でないが、スキャナは、多方向走査パター
ンを発生し、読み取られる記号の付いた物品が通過する
作業面の上に投影するスキャナが好ましい。そのような
スキャナであれば、オペレータはスキャナを所望する任
意の姿勢で記号に向けることができる。
したがって、オペレータは可曲腕でスキャナを作業面の
上に位置決めすることができるので、走査する記号の付
いた物品とスキャナ間の距離を最適に１ｌｆｆすること
ができる。実際には、オペレータは走査する記号の付い
た物品を相当な速さでスキャナのヘッドの下を通すであ
ろう。ヘッドは作業面の全部分に及ぶ走査パターンをレ
ーザー光線で描（から、オペレータは物品を持って勘定
台に設けられたＸ形溝のような特定領域を繰り返して通
過させる必要はない。前に述べたように、既知のＸ溝型
スキャナは、記号を走査パターンに正確に合わせるため
、記号が勘定台のＸ形溝の上を通るように物品を何回も
通過させる必要のあることがしばしば起こる。本発明の
走査パターンは多方向走査パターンであるから、作業面
上での物品の向きに関係なく、走査線のどれか１つが記
号を横切る確率が極めて高い。もちろん、走査線１本の
走査パターンも本発明の範囲に含まれる。
ここで述べるワークステーションは、システムの融通性
を高めるため、追加の特徴を付与することができる。た
とえば、オペレータが記号の付いた物品に関する情報を
入力し、その情報を見ることができるように、ワークス
テーションのヘッドに、キーボードとデイスプレィを設
けることができる。磁気テープにデータが磁気的にエン
コードされたカードを通す溝穴をヘッドに設けて、ヘッ
ドに磁気ストライプ読取り装置を組み入れることができ
る。また、物品に添付された盗難防止タグの効力を解除
するため、ワークステーションに、たとえば基台または
ヘッドの中に、タグ効力解除装置を一体構造で作ること
もできる。
本発明のもう１つの特徴は、記号から反射されたレーザ
ー光線が光検出器に達する途中に通過する戻り口の近く
に取り付けられたヘッドの覆いすなわちフードである。
フードは、光検出器がオーバーロードにならないように
、光検出器を遮蔽して強い強度の周囲光が検出されるの
を防止する。
さもなければ、強い強度の周囲光が光検出器によって検
出され、バーコード記号が首尾よく読み取れないであろ
う。
本発明の特徴と考えられる新規な態様は特許請求の範囲
に詳しく記載しである。しかし、発明のその他の目的お
よび利点に加えて、発明自体、すなわち発明の構造とそ
の使用方法は、以下の具体的な実施例の説明を、添付図
面を参照して読まれれば、十分に理解できるであろう。
第１図は、基準面において多方向走査パターン１２を生
成する多数の構成要素の配列すなわち装置１０を示す。
装置１０は、光線を発生する光源１１、たとえばガスレ
ーザー、半導体レーザーダイオード、発光ダイオード、
等を備えている。光線は、光路に沿って進み、基準面に
おいて所定の断面すなわちくびれを持つように光線を光
学的に修正する働きをする光学装置１３を通過する。光
学装置１３を出た光線は、傾斜ミラー１７のクリアラン
ス孔１５を通って第１平坦前面ミラー１６に当たり、そ
こで反射された光線は長さＺｌの第１光路部分に沿って
進んで第２平坦前面ミラー１８に当たり、そこで再び反
射された光線は長さＺｌの第２光路部分に沿って進み、
第２ミラー１８から離れた場所にある基準面に当たる。
基準面は、光路にほぼ垂直な平面内にある。しかし、理
解しやすいように、基準面は第１図の平面内にあるよう
に図示しであるが、実際には、第１図の平面に垂直な平
面内にある。読み取られる記号２０は基準面の近くに置
かれる。
光路部分Ｚ２はミラー間の光路部分Ｚ＋　の何倍も長く
、光路部分Ｚ、は実買上無視できる。第１図において、
光路部分Ｚ＋　は無視できない長さで示しであるが、こ
れは単に理解を容易にするためである。
光線で記号２０を走査する代わりに、またはそれに加え
て、検出器１９の視域が走査パターンで走査される。検
出器１９たとえばフォトダイオードまたは類似の光セン
サは、記号から反射されたさまざまな強度の光を感知し
、感知した。光を表す電気アナログ信号を発生する。こ
の場合、反射された光は光路部分ｚ２に沿って（図示し
た矢印の反対の方向に）集められて第２ミラー１８に当
たり、そこで反射された光は、光路部分ＺＩに沿って（
図示した矢印の反対の方向に）進んで第１ミラー１６に
当たり、そこで反射された光は傾斜ミラー１７で検出器
１９に向けて反射される。
このように、記号または検出器の視域のどちらかが走査
パターンで走査される。さらに別の実施例においては、
記号と視域の両方が同時に走査される。この同時走査は
、逆行反射式スキャナに用いられる。
検出器１９からのアナログ信号は、アナログディジタル
変換器２１によって、走査された記号を表すディジタル
信号に変換される。このディジタル信号は、その後、記
号を表すデータにデコードされる。
光源１１、光学装置１３、検出器１９、アナログディジ
タル変換器２１についてのこれ以上の詳細は、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　、２９
７号、同第４．４０９，４７０号、同第４．４６０，１
２０号、同第４．４９６，８３１号、４，５９３．１８
６号、および同第４，７５８．７１７号などの先行特許
を参照されたい。
一実施例においては、走査パターンを発生させるため、
第１および第２ミラー１６．１８は、それぞれ、第１お
よび第２回転手段に傾斜角Ａ、　　Ｂで取り付けられて
おり、軸線Ｃ，Ｄのまわりに角速度ω！、゛ω２で回転
される。
詳しく述べると、速度制御袋！２４によって制御される
可逆モーター２２は、出力軸２６を、軸線Ｃのまわりに
角速度ω１でどちらかの方向に回転させる。出力軸２６
の一端には、支持体２８が一緒に回転するように取り付
けられている。支持体２８は外向きに傾斜した端面を有
し、その上に第１ミラー１６が、たとえば接着剤で一緒
に回転するように取り付けられている。第１ミラー１６
は、第１傾斜角Ａで傾いている。
同様に、速度制御装置３２によって制御される可逆モー
ター３０は、出力軸３４を、軸線りのまわりに角速度ω
２でどちらかの方向に回転させる。
出力軸３４の一端には、支持体３６が一緒に回転するよ
うに取り付けられている。支持体３６は外向きに傾斜し
た端面を有し、その上に第２ミラー１８が、たとえば接
着剤で一緒に回転するように取り付けられている。第２
ミラー１８は、第２傾斜角Ｂで傾いている。
作用について説明すると、回転する第１傾斜ミラー１６
で反射された光線は、空間に円錐面を描く。ミラー１６
は角度Ａで傾いているので、２つのミラー間に伸びる光
円錐の頂角は２Ａである。
もし第２ミラー１８が光路部分Ｚｌの光軸に直角に向け
られていれば、第２ミラー１８上の光円錐の軌跡は円形
になるであろう。しかし、第２ミラー１８は光路部分Ｚ
２の光軸に対しである角度をなしているので、第２ミラ
ー上の軌跡は楕円になる。第２ミラー上の楕円の各点は
、ここでは、他の円錐の始点の役をする。この２つの回
転するミラーの正味の運動が多方向走査パターンを生成
する。その典型的な多方向走査パターンを第２図〜第１
１図に示す。以下に述べるように、パターン自体は、光
路の長さのほかに、角速度、回転方向、および傾斜角の
関数である。
説明の便宜上、文字Ｎは第２ミラーと第１ミラーの角速
度比を示す。文字には第２ミラーと第１ミラーの傾斜角
の大きさの比を示す。文字Ｎの前の十符号は両ミラーが
光線を同方向に回転させることを示し、−符号は両ミラ
ーが光線を相反する方向に回転させることを示す。文字
Ｚは第１ミラーから基準面までの光路に沿った全距離（
２＝Ｚｌ　＋Ｚ２　　；　Ｚｚ　＞Ｚ＋　）を示す。
もしＮが正の整数であれば、走査パターンは其自体に閉
じており、内側ループに特徴がある。ループの数は（Ｎ
＋１）である。走査パターンの最長寸法Ｐ＝（４Ａ＋４
８）Ｚである。第２図および第３図は、それぞれ、Ｎ＝
＋２．に＝１およびＮ＝＋５．に＝１の場合の走査パタ
ーンを示す。
Ｎが負の整数であれば、走査パターンは依然として閉じ
るが、外側の花弁に特徴がある。花弁の数は（Ｎ＋１）
である。走査パターンの最長寸法Ｐ＝（４Ａ＋４８）Ｚ
である。第４図および第５図は、それぞれ、Ｎ＝−２，
に＝１およびＮ＝−５，に＝１の場合の走査パターンを
示す。
傾斜角の大きさを変えると、走査パターンの全体サイズ
と最長寸法が変化する。第６図および第７図は、それぞ
れ、Ｎ＝−２，に＝２およびＮ−５、に＝２の場合の走
査パターンを示す。このように、傾斜角を２倍にすると
、第４図および第５図と比べて、走査パターンの最長寸
法が著しく増大する。
もしＮが整数でなければ、パターンは閉じず、開いてい
る。
第８図は、Ｎ＝−２，２５，Ｋ＝２の場合の走査パター
ンを示す。走査パターンは開いている、すなわち第２図
〜第７図のようにそれ自体の上に閉じていない。点Ｐ、
はパターンの始点を表し、点Ｐ２はパターンの終点を表
し、両者は離れていることに注目されたい。より遅い速
度のミラー１６または１８の最初の回転において、走査
は点ＰＩから始まり、第８図のパターンを描いて点Ｐ２
で終わる。より遅い速度のミラーの第２の回転において
、同じ走査パターンが描かれるが、今度は、走査パター
ン全体が、Ｎの小数部分に３６０°を掛けたものに等し
い角変位だけ基準面に直角な軸線のまわりに歳差運動を
する。それ故、小数部分が０．２５であるこの場合には
、歳差運動による角変位は、０゜２５　Ｘ　３６０°＝
’９０”に等しい。したがって、より遅い速度のミラー
が４回転すると走査パターンが閉じる。この様子を第１
１図に示す。第１０図は、より遅い速度のミラーが３回
転した後の歳差運動走査パターンを示し、第１１図はよ
り遅い速度のミラーが４回転した後の歳差運動走査パタ
ーンを示す。
前に述べたように、走査パターンの大きさは、ミラーの
傾斜角と、第２ミラーと記号間の距離で決まる。傾斜角
が小さい場合には、走査パターンの大きさは（４Ａ＋４
８）Ｚに等しいりたとえば・Ａ＝Ｂ＝４°　（０，０７
ラジアン）、Ｚ＝７”であれば、走査パターンの大きさ
は、４．４ｎであり、これは最大のバーコード記号より
少し長い。
傾斜角は固定してもよいし、調整可能にすることもでき
る。たとえば、支持体２８．３６に類似する、事前に異
なる角度にセットした傾斜端面を有する一組の支持体を
準備しておけば、オペレータは個々の用途において適切
な支持体を選ぶことができる。
さもなければ、第１２図に示すように、自由端がミラー
１６の裏面の一端に当たっている調整ねじ４０をまわす
ことによってミラー１６を任意の所望する傾斜角にセッ
トすることができる。ねじ４０は、支持体２８′に取り
付けられた半径方向フランジ４２にねじ込まれる。ミラ
ー１６の裏面の他端はヒンジの一方の脚４４に結合され
、ヒンジの他方の脚４６は支持体２８′に取り付けられ
ている。
速度制御装置２４．３２は通常の速度制御装置である。
もしモーター２２．３０が直流モーターであれば、可変
制御電圧を印加することによってそれらの速度を非常に
正確に変化させることができる。シャントモーターの界
磁巻線を一定励磁すなわち付勢した状態で、モーターの
速度は供給した界磁電流の電圧に大きく左右される。界
磁可変抵抗器を用いてモーターに供給する電流の電圧を
調節することにより、無段変速制御もできるし、回転方
向を逆にすることもできる。この回転方向を逆にするの
は、界磁電流の方向を逆にすることで行われる。
このようなアナログ式制御装置以外に、ディジタル式制
御装置を用いて、モーターを離散的速度で動作させるこ
とができる。各離散的速度は、制御電圧または電流の大
きさによって決まる。オペレータが容易に接近可能な範
囲に装置に取り付けられた１個またはそれ以上のスイッ
チを使用し、上記の離散的速度を切り換えることができ
る。たとえば、レーザー走査装置の手持ち式ヘッドに設
けられた１個のモーメンタリ操作スイッチを手で操作し
て、速度および回転方向をセットし、第８図〜第１１図
に記載した歳差運動をする走査パターンを生成すること
ができる。またヘッド上の別のスイッチを手で操作して
、第７図の走査パターンを生成することもできる。走査
パターンの選択は、用途によって決まる。もちろん、ス
イッチを手で操作する代わりに、走査パターンを自動的
に所定の順序で生成することもできる。たとえば、記号
の読取り開始時に、速度および回転方向を一定の順序で
自動的に変更するように、マイクロプロセッサをプログ
ラムすることができる。このようにすれば、最終的に記
号が首尾よく走査され、読み取られるまで、第２図〜第
７図のパターンを、順次、あるいは任意の順序で、ある
いは個々のパターンの任意の組合せの繰返しで、連続的
に生成することができる。
上記走査パターンのどれかに沿って移動する光点すなわ
ちスポットの線速度は、記号を読み取るために使用する
場合、重要なシステムパラメータである。その理由は、
このシステムパラメータによって、検出器が発生した電
気信号をバーコード記号を表すデータに変換する信号処
理デコード電子回路網の応答時間が決まるからである。
スポット速度は角速度ω１．ω２、傾斜角Ａ、Ｂ、およ
び距ＮＺの複雑な関数である。上に述べた多方向パター
ンの場合、スポットがパターンに沿って移動するとき、
スポットの速度は正弦波状に変化する。各ミラーによる
スポットの線速度は次式で与えられる。
Ｖ　（ｉｎ／５ｅｃ）　　−２ｙｔ　（１）　（ｒｅｖ
／５ｅｃ）　　Ｒ（ｉｎ）ここで、Ｒはどちらかのミラ
ーによって生じた円の半径である。
■１　と■２を第１ミラー１６および第２ミラー１８に
よって与えられたスポットの線速度とすれば、パータン
における最大速度■Ｈ＾×は（ｖ、十ｖｚ）であり、最
小速度ＶＭＩＮは（Ｖ＋　　Ｖｚ）である。Ｖ＋）Ｖ、
と仮定すれば、平均速度はｖ２である。
数値例として、ωｚ　＝６０　ｒｅｖ／ｓｅｃ、ω＋−
１５ｒｅｖ／ｓｅｃとし、各ミラーは１．５　ｉｎの半
径の円を描き、ミラーは互いに逆回転しているとすれば
、走査パターンは（Ｎ＋１）＝５の花弁を有するであろ
う。走査パターンの大きさは約６インチである。スポッ
ト速度は、Ｖｌ　　＝１４１　ｉｎ／５ｅｃＳＶ、　＝
５６２　ｉｎ／ｓｅｅである。ＶＭＡＸ　’ｆＶ＋　　
＋Ｖｚ　＝７（１６ｉｎ／ｓｅｅ、ＶＭＩＮ　−Ｖｌ　
−Ｖｌ　＝４２４　ｉｎ／ｓｅｃである。
上の数値例は、比較的低速度のアナログ信号処理デコー
ド回路網を使用してバーコード記号を読み取る好ましい
レーザー走査装置を表している。
■に＾×と■にＩＮの間のスポット速度の変動は、直線
走査パターンやりサジュー走査パターンにおいて通常生
じる速度変動よりも小さい。
一般に、スポット速度が大きければ大きいほど、信号処
理デコード回路網は最大スポット速度に対応しなければ
ならないから、回路網はより複雑かつ高価なものになる
。また、本発明によって、従来のものに比べて、より遅
いスポット速度が得られるので、より簡単で、より安価
な電気回路網を使用することができる。また、本発明に
よれば、与えられた数のフレーム７秒に対する平均スポ
ット速度は従来設計の場合より小さい。
また、本発明の２ミラ一方式には不動時間がない、すな
わち、米国特許第４　、３８７　、３９７号または同第
４，４０９，４７０号または同第４，３６９，３６１号
に記載された形式のスキャナの場合のように、スポット
速度が零になる場所がない。
原則として、走査パターンのすべての部分をデコーディ
ングに使用できる。たとえば、第７図に示すように、比
較的まっすぐなゆるいカーブの線をもつパターン部分が
あるが、もし線の曲率半径が大きくて、線が少なくとも
記号の半分に及んでいれば、デコーディングに使用でき
る。
さらに、第７図に示すように、本発明の走査パターンは
、Ｎ重の対称を有し、そして走査効率が１（１０）％で
ある。走査パターンは、視域の上で均等に、かつ高度に
目が詰まっている。パターンは、記号または検出器の視
域またはその両方を走査することができる大きな曲率半
径をもつ有効なゆるくカーブした図形部分を有する。
第１図に示した２ミラ一走査パターン発生装置は、かな
り複雑な多方向走査パターンを発生することができる、
簡単で、軽量で、小型の装置である。第１図に示したす
べての構成要素は、バーコード記号を読み取るための手
持ち式ヘッド（たとえば、米国特許第４　、３８７　、
２９７号または同第４，４０９゜４７０号）、または卓
上型ワークステーション（たとえば、米国特許第４，３
６９，３６１号）の中に格納することができる。また、
小売用ＰＯＳシステムの場合には、勘定台の下に容易に
格納することができる。また、次に第１４図および第１
５図について説明するように、上方走査または側面走査
モードの場合は、作業面の上に、可調節グースネック形
支持体で支持されたワークステーションのヘッドの中に
容易に格納することができる。
第１図の実施例の修正態様として、第１３図は走査パタ
ーン５２を発生する別の実施例５０を示す。この実施例
５０は、第２回転装置が米国特許第４，４９６，８３１
号に記載されている形式の走査要素に置き換えられてい
ることを除き、実施例１ｏと同じである。第２平坦前面
ミラー５４は、可逆モーター５８の出力軸５６に平行な
平面内に取り付けられていることに注目されたい。ミラ
ー５４は双方向矢印で示すように揺動される。ミラー５
４によって生成された楕円゛は、図示した２つの最終軌
跡の間を記号２０を横切って移動する。
本発明によって生成された走査パターンは、バーコード
の読取りのほか、探索装置、視覚的娯楽装置、精密照準
、等に使用することもできる。
ミラーの代わりに、光路に沿って光線を導くように配列
されたプリズムまたは類似の光学素子を使用することも
できる。
記号のある平面に対し垂直な軸線のまわりに回転する歳
差運動走査パターンは、記号が静止している場合や、記
号の高さが切れている場合に特に有利である。空間的に
回転する走査パターンは、回転中にパターンの走査線の
少なくとも１本が記号を横切る可能性が高いので、記号
が走査されないことはほとんどない。これは、進行波の
性質を持つリサジュー図形とは対照的である。
次に、第１４図について説明する。前に述べたように、
第１図に示した全ての構成要素は、ヘッド１（１２、勘
定台または同様な支持面１（１６の上に載せられた基台
１（１４）、および一端がヘッド１（１２に結合され、
他端が基台１（１４）に結合されたグーズネック形可曲
腕１（１８を有するワークステーション１（１０）の中
に格納されている。可曲腕１（１８は中空であり、ヘッ
ド１（１２内の構成要素へ送る電気信号および構成要素
からの電気信号を伝達する電線を通すことができる。腕
は、選んだ向きに手で繰り返して自由に曲げることがで
き、いったん曲げたら、オペレータが別の向きに曲げ直
すまで前記選んだ向きを保持することができる半硬質金
属材料からできている。腕１（１８を曲げることによっ
て、スキャナの外の作業面の近くに置かれた記号に対し
ヘッド１（１２を無段調節して位置決めすることができ
る。作業面すなわち基準面は、勘定台１（１６の平面か
、それより少し上であってもよいし、あるいは基台１（
１４）の上面の平面か、それより少し上であってもよい
。
電気ケーブル１１０は、ワークステーションを、ここで
は便宜上ＰＯＳシステムのレジスタとして図示した端末
装置１１２へ接続する。端末装置１１２は、走査した記
号を表すデータを含む情報をオペレータに示すためのデ
イスプレィ１１４、記号を表すデータを含む情報を手で
入力するためのキーボード１１６、現金を保管するため
の現金引出し１１８、バーコード記号の付いた物品を購
入した顧客に情報が記録されたリセプトを提供するため
の紙テープ１２（１１基台１（１４）またはヘッド１（
１２のいずれかに設置された電池を充電するための充電
器１２２、デコードモジュール１２４（基台１（１４）
、腕１（１８またはヘッド１（１２の中にデコードモジ
ュールが設置されていない場合）、および局所データ記
憶手段１２６（基台１（１４）、腕１（１８またはヘッ
ド１（１２の中に局所データ記憶手段が設置されていな
い場合）を備えている。
端末装置１１２に記憶されたデータは、コネクタ１２８
を介してホストコンピュータへ取り出すことができる。
第１４図に示した全装置は、インテリジェント端末装置
として知られるものである。
腕１（１８は多数の運動自由度を有しており、射出レー
ザー光線１３０が確実に記号に当たるように、または記
号から反射された光が確実に戻るように、もしくはその
両方が確実に行われるように、動かすことができる。
第１５図に示したインテリジェント端末装置は、同じレ
ジスタ１１２を有する。ヘッド１３２はベル形すなわち
電灯形をしている。以下に述べるように、ヘッド１３２
には、覆いすなわちフード１４２が取り付けられている
。腕１３４の端は、第１４図のように基台に取り付けら
れていなく、レジスタ１１２に直接結合されている。第
１５図のインテリジェント端末装置は常設の走査装置と
して使用することが意図されている。
第１４図および第１５図のレーザー走査ヘッドは、検出
器の視域が走査されるほか、出ていったレーザー光線が
逆に戻る逆行反射式である。その他の変更態様も本発明
の範囲に含まれることば容易に理解されるであろう。た
とえば、レーザー光線をヘッドのある窓を通して記号に
向け、記号を横切って走査するが、視域は走査せずに、
戻ってくるレーザー光線をヘッドの別の窓を通して集光
することができる。また、レーザー光線を記号に向ける
が、記号を走査せずに、視域を走査することもできる。
端末装置は、必ずしもレジスタである必要はなく、ヘッ
ドに接続可能なハーネス支持式ボックスまたは手持ち式
ボックスであってもよい。
さらに、第１６図に示すように、走査する記号に関する
情報を入力したり、表示するために、各ヘッドに搭載式
キーボード１３６と搭載式デイスプレィ１３８を設ける
ことができる。
さらに別の変更態様として、第１７図に示すように、磁
気ストライプを有するクレジットカードを通す溝１４０
を各ヘッドに設けることができる。
クレジットカードのエンコードデータはヘッド内に設け
た磁気エンコードデータ読取り装置で読み取られる。
第１４図に示したレジスタ端末装置１１２は、ワークス
テーション１（１０）と同じ勘定台の上に設置する必要
はなく、勘定台から遠く離れた別の支持面の上に設置し
てもよいし、基台１（１４）の下に設置してもよい。
発明の効果 本発明の重要な第１の特徴は、オペレータが可曲腕１（
１８を曲げて走査ヘッドを作業面の上に位置決めするだ
けで、走査する記号が付された物品と走査ヘッドの間の
距離を最適に調節できることである。実際には、オペレ
ータは、走査する記号が付された物品を持ち、走査ヘッ
ドの下をかなりの速度で通過させるであろう。走査ヘッ
ドは作業面の全域に及ぶ走査パターンをレーザー光線で
描くので、オペレータは物品を持ち勘定台に設けられた
Ｘ形溝などの特定領域の上を何回も通過させる必要はな
いであろう。従来の溝タイプのスキャナは、記号を走査
パターンに正確に合わせるため、物品を持ち勘定台の溝
の上を何回も通過させる必要のあるものが多い。本発明
の走査パターンは有利なことに多方向パターンであるか
ら、作業面上の物品の向きに関係なく、走査線のどれか
１本が記号を横切る確率が非常に高い。
本発明の第２の特徴は、自動目標物感知機能として知ら
れるものである。スキャナのワークステーションは両手
自由モードで動作させることを意図しているので、本発
明の設計において重要なことは、走査が連続的に行われ
ることである。一般に、ワークステーションにおいて物
品が赤外線を遮り、バーコード記号が検出され、正しく
デコードされると、記号を表すデータが自動的にＰＯ３
端末装置に入力され、そして読取りが首尾よく行われた
ことを指示器がオペレータに知らせる。物品がワークス
テーションにある間は走査線は依然として物品上のバー
コード記号を走査し続けるが、同じ記号が何回も読み取
られるのを避けるため、読取りが首尾よく行われた後、
制止信号が送られる。
本発明の第３の特徴は、強すぎる周囲光によってオーバ
ーロードされないように、搭載式光検出器を遮蔽するた
めのフード１４２（第１５図）がヘッドに取り付けられ
ていることである。光検出器は、もちろん、記号から反
射された情報を担ったレーザー光線やレーザー光線が通
る同じ戻り口を通ってヘッドに入る周囲光を含む全入射
光を検出する。周囲光は不要の情報すなわちノイズを表
す。フードは、戻り口から入る周囲光の少なくとも一部
を遮蔽することによって、ノイズを最小限度にし、光検
出器が発生したアナログ信号の全信号ノイズ比を高める
働きをする。フードは周囲光を通さない遮光材料で作る
ことが好ましい。
第１８図は、腕が相互に自在な運動ができるように、可
曲腕の代わりに、端部にボール継手１５６．１５８，１
６０を取り付けた一対の剛体腕１５２，１５４で、走査
ヘッド１（１２を少なくとも限られた範囲内で無段調節
できることを除いて、第１４図のワークステーションに
類似する別のワークステーション１５０を示す。腕は摩
擦で調節した位置に保持することもできるし、あるいは
確実な固定装置たとえば手動固定装置１６２を用いて１
．腕を選択した位置に固定することもできる。
上に述べた各構成要素あるいは２つ以上の構成要素の組
合せは、上に述べた形式とは異なる別形式の構造で使用
できることは理解されるであろう。
無段調節可能な光学式スキャナを有するＰＯＳシステム
に具体化した場合について発明を説明したが、本発明の
範囲の中でさまざまな修正および構造的変更を行うこと
ができるので、発明を、記載した細部構造に限定するつ
もりはない。
これ以上詳しく検討しなくても、以上の説明は本発明の
要点を完全に明らかにしているので、最新の知識を応用
することにより、従来の技術を土台にして、本発明の一
般的態様または具体的態様の本質的特徴を明白に構成し
ている諸特徴を省かずに、本発明をさまざまな用途に簡
単に適応させることができる。それ故、そのような適応
は、特許請求の範囲の均等な範囲に含まれるべきもので
ある。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明に係るワークステーションの調節可能
な腕と共に使用する多方向走査ノぐ一タン発生装置の実
施例の略図、 第２図〜第１１図は、第１図の実施例によって生成され
た多方向走査パターン例、 第１２図は、第１図の実施例と共に使用する代替傾斜角
調節装置の略図、 第１３図は、本発明に係るワークステーションの調節可
能なヘッドと共に使用する走査パターン発生装置の別の
実施例の略図、 第１４図は、本発明に係る端末装置に接続されたワーク
ステーションの一実施例の側面図、第１５図は、本発明
に係る端末装置に接続されたフードを備えたワークステ
ーションの別の実施例の側面図、 第１６図は、修正ワークステーションの拡大平面図、 第１７図は、別の修正ワークステーションの拡大側面図
、および 第１８図は、さらに別の修正ワークステーションの側面
図である。 符号の説明 １０・・・多方向走査パターン発生装置、１１・・・光
源、１２・・・多方向走査パターン、１３・・・光学装
置、１４・・・レーザー／光検出器、１５・・・クリア
ランス孔、１６・・・第１平坦前面ミラー　１７・・・
傾斜ミラ１８・・・第２平坦前面ミラー　１９・・・光
検出器、２０・・・バーコード記号、２１・・・Ａ／Ｄ
変換器、２２・・・可逆モーター　２４・・・速度制御
装置、２６・・・軸、２８・・・支持体、２８′・・・
円筒、３０・・・可逆モーター　３２・・・速度制御装
置、３４・・・軸、３６・・・支持体、４２・・・半径
方向フランジ、４４．４６・・・脚、５０・・・走査パ
ターン発生装置の別の実施例、５２・・・走査パターン
、５４・・・第２平坦前面ミラー５６・・・出力軸、５
８・・・可逆モーター　１（１０）・・・ワークステー
ション、１（１２・・・ヘッド、１（１４）・・・基台
、１（１６・・・勘定台、１（１８・・・調節可能な腕
、１１０・・・電気ケーブル、１１２・・・端末装置、
１１４・・・デイスプレィ、１１６・・・キーボード、
１１８・・・現金引出し、１２０・・・祇テープ、１２
２９９．充電器、１２４・・・デコードモジュール・　
１２６・・・データ記憶手段、１２８（１０）．コネク
ター　１３０・・・レーザー光線、１３２・・・ヘッド
、１３４・・・腕、１３６・・・搭載式キーボード、１
３８−９．搭載式デイスプレィ、１４０・・・溝、１４
２・・・フード、１５０・・・ワークステーション、１
５２，１５４・・・剛体腕、１５６．１５８，１６０・
・・ボール継手、１６２・・・固定装置。 ６２９−

Claims (18)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）光反射率の異なる部分を有する記号を読み取るた
    めのＰＯＳシステムであって、 （ａ）ｉ、光線を伝達し、スキャナの外にある作業面の
    近くに置かれた記号へ導く光学的手段、ｉｉ、記号から
    視域の上に反射されたさまざまな強度の光の少なくとも
    一部分を検出し、検出した光の強度を表す電気信号を発
    生する検出手段、 ｉｉｉ、前記電気信号を、読み取った記号を表すデータ
    に変換する処理手段、 ｉｖ、前記光線および前記視域の少なくとも一方を走査
    する手段、 から成る可動電気光学式スキャナ、 （ｂ）ｉ、データを記憶する手段と、 ｉｉ、前記データを表示する手段、 から成る端末装置、 （ｃ）前記スキャナを作業面に対し少なくとも限られた
    範囲にわたって無段調節して位置決めし、前記スキャナ
    を前記範囲内の無数の調節された向きのうちの選択した
    向きに少なくとも一時的に保持する位置決め手段、 を備えていることを特徴とするＰＯＳシステム。
  2. （２）前記位置決め手段は、前記スキャナに結合された
    細長い可曲腕を有することを特徴とする請求項１に記載
    のＰＯＳシステム。
  3. （３）前記端末装置は、定置式レジスタであって、記号
    に関する情報を入力する手段を備えていることを特徴と
    する請求項１に記載のＰＯＳシステム。
  4. （４）前記スキャナは、前記光学的手段、検出手段、処
    理手段および走査手段が格納されたヘッドを有している
    こと、前記スキャナはさらに作業面の上に取り付けられ
    た基台を有していること、前記端末装置は前記基台に接
    続された定置式レジスタであって、前記ヘッドと前記レ
    ジスタの少なくとも一方に関する情報を入力する手段を
    備えていることを特徴とする請求項１に記載のＰＯＳシ
    ステム。
  5. （５）前記可曲腕は、繰り返して曲げることができる半
    硬質材料から作られていることを特徴とする請求項２に
    記載のＰＯＳシステム。
  6. （６）前記可曲腕は、中空のチューブであって、その中
    にスキャナと端末装置を相互に連絡する電線が通されて
    いることを特徴とする請求項２に記載のＰＯＳシステム
    。
  7. （７）前記走査手段は、全方向パターンを発生すること
    を特徴とする請求項１に記載のＰＯＳシステム。
  8. （８）前記スキャナは、磁気的にエンコードされたカー
    ドを通すための溝が設けられたヘッドを備えていること
    を特徴とする請求項１に記載のＰＯＳシステム。
  9. （９）前記可曲腕は、一端が前記スキャナに結合され、
    他端が前記端末装置に結合されていることを特徴とする
    請求項２に記載のＰＯＳシステム。
  10. （１０）前記スキャナは、遮光材料で作られた覆いをも
    つヘッドを備えていることを特徴とする請求項１に記載
    のＰＯＳシステム。
  11. （１１）前記位置決め手段は、互いに関節でつながれた
    複数の剛体腕を有することを特徴とする請求項１に記載
    のＰＯＳシステム。
  12. （１２）光反射率の異なる部分を有する記号を読み取る
    ためのＰＯＳシステムであって、（ａ）ｉ、ヘッド、 ｉｉ、前記ヘッド内にあって、レーザー光線を放射する
    光源、 ｉｉｉ、前記ヘッド内にあって、前記レーザー光線を光
    学的に修正し、レーザー光線を光路に沿って、ヘッドの
    外にある基準面の近くに置かれた記号へ導く光学手段、 ｉｖ、前記ヘッドで支持されていて、記号から視域の上
    に反射されたさまざまな強度の光の少なくとも一部分を
    検出し、検出した光の強度を表す電気アナログ信号を発
    生するセンサ手段、 ｖ、記号を横切る走査において、前記レーザー光線およ
    び前記視域の少なくとも一方を走査する手段、 ｖｉ、前記ヘッド内にあって、前記アナログ信号を、読
    み取った記号を表すディジタル信号に変換する処理手段
    、および ｖｉｉ、前記ディジタル信号をヘッドの外へ伝送する導
    体手段、 から成るワークステーション、 （ｂ）ｉ、読み取った記号を表すデータを表示する手段
    、 ｉｉ、読み取った記号に関する情報をオペレータが入力
    することができるキーボード手段、ｉｉｉ、読み取った
    記号を表すデータを記憶するデータ記憶手段、 から成る、前記ヘッドに接続された端末装置、 （ｃ）前記ワークステーションと前記端末装置の少なく
    とも一方に設置され、前記ディジタル信号を、読み取っ
    た記号を表すデータにデコードする手段、 （ｄ）前記ワークステーションと前記端末装置の少なく
    とも一方に設置され、前記ヘッドへ電力を供給する充電
    式電源、 （ｅ）前記前記ワークステーションと前記端末装置の少
    なくとも一方に設置され、記号の読取りを開始させ、記
    号が首尾よく読み取られたと判断したら、記号の読取り
    を終了させる読取り制御手段、および （ｆ）前記ヘッドに結合された細長い可曲腕を有し、前
    記ワークステーションの作業面に対し、作業面上に前記
    ヘッドを無段調節して位置決めし、前記ヘッドを調節さ
    れた無数の向きのうちの選択した向きに少なくとも一時
    的に保持する位置決め手段、 から成ることを特徴とするＰＯＳシステム。
  13. （１３）前記ワークステーションは、支持面の上に載せ
    られた基台を有すること、前記腕は一端がヘッドに結合
    され、他端が前記基台に結合された細長い中空の導管で
    あること、前記可曲導管は多くの運動自由度を有するこ
    とを特徴とする請求項１２に記載のＰＯＳシステム。
  14. （１４）前記導体手段は、前記導管の中に通された銅線
    を有することを特徴とする請求項１３に記載のＰＯＳシ
    ステム。
  15. （１５）前記端末装置は、レジスタであることを特徴と
    する請求項１２に記載のＰＯＳシステム。
  16. （１６）前記腕は、一端が前記ヘッドに結合され、他端
    が前記ベースに結合された細長い中空の導管であること
    、前記可曲導管は多くの運動自由度を有することを特徴
    とする請求項１２に記載のＰＯＳシステム。
  17. （１７）前記導体は、前記導管の中に通された銅線を有
    することを特徴とする請求項１６に記載のＰＯＳシステ
    ム。
  18. （１８）光反射率の異なる部分を有する記号を読み取る
    ためのＰＯＳシステムであって、（ａ）ｉ、光線を伝達
    し、スキャナの外にある作業面の近くに置かれた記号へ
    導く手段、ｉｉ、記号から視域の上に反射されたさまざ
    まな強度の光の少なくとも一部分を検出し、検出した光
    の強度を表す電気信号を発生する検出手段、 ｉｉｉ、前記電気信号を、読み取った記号を表すデータ
    に変換する処理手段、 ｉｖ、前記光線および前記視域の少なくと も一方を走査する走査手段、 から成る可動電気光学式スキャナ、 （ｂ）ｉ、データを記憶する手段と、 ｉｉ、前記データを表示する手段、 から成る端末装置、 （ｃ）遮蔽材料から作られ、前記スキャナに取り付けら
    れたフードで、検出手段を周囲光から遮蔽する手段、 から成ることを特徴とするＰＯＳシステム。
JP20594190A 1989-08-10 1990-08-02 無段調節可能な光学的スキャナを備えたｐｏｓシステム Pending JPH0378097A (ja)

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