JPH05342397A

JPH05342397A - 販売時点情報管理システム

Info

Publication number: JPH05342397A
Application number: JP4147855A
Authority: JP
Inventors: Jiei Kurishiyuubaa Maaku; ジェイクリシューバーマーク; Metoritsukii Borisu; メトリッキーボリス
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1992-06-09
Filing date: 1992-06-09
Publication date: 1993-12-24

Abstract

(57)【要約】【目的】走査中の、ワークステーションを通過する記
号に対して自在に調節可能なワークステーション式ヘッ
ドを備えた販売時点情報管理（ＰＯＳ）システムを提供
する。【構成】ＰＯＳシステムは、バーコード記号を読取る
自在に調節可能な光学スキャナ、およびスキャナに接続
されて動作する端末を備えている。可曲の細長いアーム
は、記号がその上方を通過する作業面に対してスキャナ
を無数の調節方向の所定の一つに少なくとも一時的に保
持するよう動作する。覆いがスキャナに装着されてスキ
ャナの光検出器の過負荷を防止している。マークを読取
るのに複数の走査パターンの中から１つの走査パターン
が選択される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、一般に、キャッシュレ
ジスタおよび、特にバーコード記号のような光反射目標
物、および／または検出器の視野を多方向に走査する自
在に調節可能な光学スキャナのような端末を備えている
販売時点情報管理システムに関するものであり、更に詳
細には、ランダムに向いているバーコード記号が作業面
上を通過するワークステーションの作業面上に種々な走
査パターンを発生させ、位置決めを行う装置および方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】バーコード記号のような光反射率の異な
るマークを有する目標は、レーザビームを光路に沿って
ほぼ光路に垂直な基準面の付近に設置された記号に向け
ることにより走査されている。記号から反射されたレー
ザ光は有限視野を有する検出器により検出される。記号
および／または視野は基準面内の多数の異なる走査パタ
ーンで走査されている。パターンは１本の走査線であ
り、または記号に沿って長手方向に延びるほぼ平行な１
組の走査線であった。米国特許第4,251,798号明細書ま
たは米国特許第4,387,297号明細書を参照。パターンは
また記号に対して２方向に延びる２組の交差平行線でも
あった。米国特許第4,369,361号明細書を参照。

【０００３】任意に向いている記号の場合には、その向
きがどうであれ、記号を迅速に読取る確率を可能な限り
大きくするために複数の走査方向に延びる高密度な走査
パターンを発生させることが提案されている。このよう
に、一般にスーパーマーケットで見かけられるチェック
アウトカウンタの下に内蔵されている形式の従来のトラ
ンザクション時点管理または販売時点管理(POS)スキャ
ナは、レーザビームを数方向に偏向し、基準面を横切っ
て、すなわち、カウンタ上面またはわずかな上方の平面
を移動する異なる方向に向いている記号を読取るように
なっている。レーザビームを偏向させるために、多数の
補助ミラーで輪状に囲まれた中心ポリゴンミラーをカウ
ンタ上面の下に設置し、各補助ミラーを異なる走査線に
対応させている。このような構成は広い空間を占有する
が、広い空間を利用することのできるスーパーマーケッ
トのカウンタ上面の下に収容しやすい。米国特許第3.97
8,317号明細書を参照されたい。

【０００４】基準面内にリサージュ走査パターンを発生
させることも提案されている。この方法は、レーザビー
ムを一方はＸ方向に偏向し、他方はＹ方向に偏向する１
対の走査要素を同時に正弦状に駆動して閉曲線の走査パ
ターンを形成する。曲がってはいるが、リサージュパタ
ーンは、互いに直交してＸ形状を形成するほぼ直線状の
走査線に特徴がある内側中心部、および曲率半径の小さ
い鋭く曲がった走査線に特徴がある外側部分を備えてい
る。このようにわずかに曲がった走査線は記号の読取り
には役立たないから、これらは一般的に、出射レーザビ
ームが記号までの途中に通過する出口窓を通常リサージ
ュパターンの内側中心部だけを通過させるが、その外側
部分を阻止するような大きさにすることにより遮断され
る。

【０００５】確実に多方向の走査パターンを発生させる
ために、Optical Engineering, Nov.-Dec. 1984, vol.2
3, No.6, p.784 ff. に記載された「ＰＯＳバーコード
記号リーダ用多方向ホログラムスキャナ」と題する論文
中ででホログラムスキャナの利用が提案された。ホログ
ラムディスクはある速さで回転し、ディスクに入射する
レーザビームは別の速さで逆に回転する。得られる出射
ビームは多方向走査線を有している。しかし、手持ち式
または定置式のバーコード記号リーダーを設計する際
に、使用空間が貴重である場合や、リーダ全体の大き
さ、重量、および容積を可能な限り小さくしておきたい
場合には、ホログラムディスクは実際的でない。前記論
文のホログラムディスクは直径が200 mmで、ポータブル
スキャナの用途の多くに望まれる簡潔さを得るには大き
過ぎ、光路は350 mmで、多くの用途に対して長過ぎ、走
査角は±10°で、これは多くの用途に望まれる簡潔さお
よび長さを実現するには不適当である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述の走査パターン
は、種々な形状のハウジングに装着された電気的および
光学的要素、たとえば、ガン形式ヘッド（米国特許第4,
251,798号明細書または同第4,409,470号明細書を参照）
またはボックス式ヘッド（米国特許第4,369,361号明細
書を参照）、から成る走査パターン発生器により作り出
されたものである。ガン形ヘッドはオペレータの手に保
持され、一般にレーザ走査システムを構成する別式の構
成要素を備えた遠隔端末にケーブルで接続されている。
端末は、オペレータが着用する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キャッシ
ュレジスタ内に取り付けた定置式でもよい。ボックス式
ヘッドもこのような遠隔端末にケーブルで接続されるの
が普通であり、カウンタ上面または記号を保持する物体
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
類似の支持面の上方に支持されている。

【０００７】手持ち式ヘッドは読取る記号に対して簡単
に動かし得るが、ワークステーション式ヘッドは自由な
動きが制限されている。ワークステーション式ヘッドを
固定ピボットの周りに回転させること、およびヘッドを
一定の径路に沿って記号に近づけたり離したり直線的に
動かすことが提案された。しかし、記号がワークステー
ションヘッドから発生される走査パターンと正しく一致
しないか、または少なくとも正しく一致し難いときがあ
り、この場合には、オペレータは記号をワークステーシ
ョンに何度も通過させようとし、そのため読取り処理量
が減少する。また、ワークステーションヘッドの近辺の
周囲光が明るくて、周囲光がヘッドにより集光した反射
レーザ光を覆い隠しがちで、その場合にも再び装置の効
率が下がる。

【０００８】また、走査パターンを変更する対策も行わ
れていなかった。異なる記号は走査パターンを変えるこ
とによって一層読取りやすくなるであろう。本発明の目
的は、光学ワークステーション式スキャナ、特にバーコ
ード記号読取りワークステーションの欠点を克服し、現
状技術を前進させることである。本発明の他の目的は、
走査中の、ワークステーションを通過する記号に対して
自在に調節可能なワークステーション式ヘッドを備えた
販売時点情報管理（ＰＯＳ）システムを提供することで
ある。

【０００９】本発明の更に他の目的は、多方向走査パタ
ーンを発生させ、これをワークステーションの、読取る
べき記号が通過する作業面のほぼ全体に、投影すること
である。本発明の他の目的は、ワークステーションで記
号の有無を検知し、記号の読取りを自動的に開始するこ
とである。

【００１０】本発明の別の目的は、ワークステーション
に戻るレーザ光を高強度の周囲光から遮蔽することであ
る。本発明の更に他の目的は、構造が簡単で、小型で、
軽量で、丈夫で多くの用途に向くＰＯＳシステムを提供
することである。本発明の他の目的は、走査パターンを
複数の走査パターンから選択することである。

【００１１】

【課題を解決するための手段及び作用】前記目的及び他
の目的を達成するため、本発明の１つの特徴は、簡潔に
述べれば、バーコード記号などの光反射率の異なる部分
を備えたマークを読取るＰＯＳシステムにある。可動電
気光学スキャナは、光ビーム、たとえば、レーザビー
ム、をスキャナの外部の作業面の近辺に設置されたマー
クの方に伝搬させて指向する手段を備えている。検出手
段、たとえば、光検出器は視野全体にわたってマークか
ら反射された可変強度の光の少なくとも一部を検出し、
検出した光強度を示す電気信号を発生する。プロセッサ
手段は電気信号を読取り中のマークを表すデータに処理
する。走査手段は前記光ビームおよび前記視野の少なく
とも一方を走査する。

【００１２】システムは更に、たとえば、データを格納
するデータ記憶手段、および、たとえば、データを表示
する表示手段を有する端末を備えている。キャッシュレ
ジスタは望ましいこのような端末の１つである。本発明
は、スキャナを作業面に対して自在に調節して位置決め
し、スキャナを無数の調節方向の選択された１つに少な
くとも一時的に保持する手段を提案する。位置決め手段
は、一端でスキャナに接続されている可曲の、細長い、
中空のアームであることが望ましい。アームの反対端は
直接端末に接続してもよいし、またはアームの反対端が
装着されている基台ユニットを介して間接的に端末に接
続してもよい。

【００１３】必ずしも必要ではないが、読取るべき記号
を保持している物体がその上方を通過する作業面の上に
投影するスキャナが好ましい。オペレータは記号に対し
てどんな望みの位置にでもスキャナの向きを定めること
ができる。したがって、オペレータは、可曲アームによ
り、スキャナを作業面上方に明確に位置決めすることが
できるので、スキャナと読取るべき記号を保持する物品
との間の距離を最適に調節することができる。実際に
は、オペレータは走査すべき記号を保持する物品をスキ
ャナのヘッドの下をかなり急速に通過させる。ヘッドは
作業面の全部を覆うレーザビーム走査パターンを発生す
るので、オペレータは物品をカウンタ上面に形成された
Ｘ形スロットのような特定区域の上を繰返し通過させる
必要はない。前に述べたように、既知のスロット式スキ
ャナでは記号を走査パターンに対して正確に一致させる
ために記号の付いた物品をカウンタ上面上方を複数回通
過させなければならないことが度々あった。本発明の走
査パターンは、好都合にも、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１つが記
号を横切る確率がはるかに高い。本発明は、特定の用途
に適するように走査パターンを選択することをも提案し
ている。

【００１４】ここで述べるワークステーションは、シス
テムの融通性を増す別の特徴を付与することができる。
たとえば、ワークステーションはヘッドにキーボードお
よび表示装置を備えてオペレータが記号を保持する物体
に関する情報を入力し、その情報を見ることができるよ
うにすることができる。磁気テープ上に磁気的に符号化
されたデータを有するカードが通過するスロットを設け
ることにより磁気ストライプリーダをヘッドに組込むこ
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例えば基台ま
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。

【００１５】更に他の特徴は、記号から反射されたレー
ザ光が光検出器に達する途中に通過する戻りポートの近
くのヘッドに覆いすなわちフードが設けられていること
である。フードは光検出器を、そうしなければ光検出器
により検出されることになる高強度の周囲光の検出を阻
止することにより、過負荷が加えられることを防ぐ作用
をする。

【００１６】

【実施例】図１は、基準面内に多方向走査パターン12を
発生する多数の構成の配列すなわち装置10を示してい
る。装置10は、光ビームを発生する光源11、たとえば、
ガスレーザ、半導体レーザダイオード、発光ダイオード
などを備えている。光ビームは、光ビームが基準面で所
定の断面すなわち胴体くびれを有するように光学的に修
正する働きをする光学系13を通る光路に沿って向けられ
る。光学系13を出る光ビームは、傾斜ミラー17のクリア
ランス孔15を通って第１の平面状前面ミラー16に向けら
れ、ここから光ビームは長さZ1の第１光路部分に沿って
第２の平面状前面ミラー18まで反射され、ここから光は
再び長さZ2の第２光路部分に沿って第２ミラー18から遠
く離れて設置されている基準面に反射される。基準面は
ほぼ光路に垂直な平面内にある。しかし、図示を簡単に
するため、基準面を図１の平面内にあるように示してあ
るが、実際には、基準面は図１の平面に垂直な平面内に
ある。読取られる記号20は基準面の付近に設置されてい
る。

【００１７】光路部分Z2は、光路部分Z1より何倍も長い
ので、ミラー間の光路部分Z1は、実質上、無視できる。
図１において、光路部分Z1は無視し得ない長さであるよ
うに図示してあるが、これは単に本発明をより良く図解
するため行ったものである。記号20をレーザビームで掃
引するというよりは、むしろ、あるいはそれに追加し
て、検出器19の視野を走査パターンで掃引する。検出器
19は、たとえば、フォトダイオードまたは類似の光源で
あるが、記号20から反射された可変強度の光を検知し、
検知した光を表すアナログ電気信号を発生する。この場
合、反射光は光路部分Z2に沿って（図示の矢印と反対の
方向に）集められて第２ミラー18に当り、そこで反射さ
れた光は光路部分Z1に沿って（再び図示の矢印と反対の
方向に）進み、第１ミラー16に当り、そこで反射された
光は傾斜ミラー17から検出器19のに向けて反射する。

【００１８】したがって、記号それ自身か、または検出
器の視野が、走査パターン12で走査される。更に他の実
施例では、記号および視野が共に同時に走査されるが、
この同時走査は再帰反射スキャナに採用されている。検
出器19からのアナログ信号は、アナログ／ディジタル電
子変換器21により走査中の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引き続いて記号を表
すデータに符号化される。

【００１９】光源11、光学系13、検出器19、アナログ／
ディジタル変換器21に関するこれ以上の詳細は、米国特
許第4,251,798号明細書、同第4,360,798号明細書、同第
4,369,361号明細書、同第4,387,297号明細書、同第4,40
9,470号明細書、同第4,460,120号明細書、同第4,496,83
1号明細書、同第4,593,186号明細書、および同第4,758,
717号明細書などの先行技術を参照されたい。

【００２０】走査パターンを発生するため、一実施例に
よれば、第１ミラー16および第２ミラー18を第１および
第２の回転手段にそれぞれ傾射角Ａ、Ｂで装着し、それ
ぞれの軸Ｃ、Ｄの周りをそれぞれの角速度、ω1、ω2で
回転させている。特に、可逆のまたは一方向性のモータ
22が速度コントローラ24の制御のもとに出力軸26を軸Ｃ
の周りをいずれかの円周方向に角速度ω1で回転させ
る。支持体28が軸26の一端に装着されて軸と一緒に回転
する。支持体28の外側の傾斜端には第１ミラー16が、た
とえば、接着により、装着されて共同回転する。第１ミ
ラー16は第１の傾斜角Ａで傾斜している。

【００２１】同様に、速度コントローラ32の制御下にあ
る可逆のまたは一方向性のモータ30は出力軸34を軸Ｄの
周りにいずれかの円周方向に角速度ω2で回転させる。
支持体36が軸34の一端に装着されて軸と一緒に回転す
る。支持体36の外側の傾斜端には第２ミラー18が、たと
えば、接着により、装着されて共同回転する。第２ミラ
ー18は第２の傾斜角Ｂで傾斜している。

【００２２】動作中、回転する第１傾きミラー16により
反射された光ビーム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、ミラー間に広がっている光円
錐の頂角は2Aである。第２ミラー18が光路部分Z1の光軸
に直角の方向を向いていれば、第２ミラー18上の光円錐
の軌跡は円になる。しかし、第２ミラー18は光路部分Z2
の光軸に対してある角度を成しているので、第２ミラー
18の上の軌跡は楕円になる。第２ミラー18の上の楕円の
各点は今度は別の円錐の起点として働く。２つの回転ミ
ラーの正味の運動が、多方向走査パターンを発生させ
る。その典型的なパターンを図２〜図11に示す。以下に
述べるように、パターンそれ自体は角速度、回転方向、
および傾斜角の大きさの関数である他、光路長の関数で
もある。

【００２３】説明を簡単にするため、文字Ｎは第２ミラ
ー18の角速度の第１ミラー16の角速度に対する比を表
し、文字Ｋは第２ミラー18の傾斜角の大きさの第１ミラ
ー16の傾斜角の大きさに対する比を表し、文字Ｎの前の
＋符号は２つのミラーがビームを同方向に回転させるこ
とを示し、文字Ｎの前の−符号は２つのミラーがビーム
を反対方向に回転させることを示し、文字Ｚは第１ミラ
ー16から基準平面までの光路に沿う距離を示す（Z = Z1
+ Z2; Z2 >> Z1）。

【００２４】Ｎが正でかつ整数であれば、走査パターン
はそれ自体で閉じていて内部ループを成していることを
特徴とし、ループの数は（N + 1）である。パターンの
最長寸法P = (4A + 4B)Z。N = +2および+5の場合は、お
よびK = 1の場合の走査パターンを、図２および図３に
示す。Ｎが負でかつ整数であれば、走査パターンはなお
閉じているが、外側の花弁状を成していることを特徴と
し、花弁の数は（N + 1）である。パターンの最長寸法P
= (4A + 4B)Z。N = -2および-5の場合、およびK = 1の
場合の走査パターンを、図３および図４に示す。

【００２５】傾斜角の大きさを変えると、今度は、パタ
ーンの全体の大きさおよび最長寸法が変わる。N = -2お
よび-5の場合、およびK = 2の場合の走査パターンを、
図６および図７に示す。故に、図４および図５と比較し
て傾斜角を２倍にすることにより、走査パターンの全体
としての最長寸法はそれに応じて増加する。もしもＮが
整数でなければ、パターンは閉じないで、開いている。

【００２６】図８はN = -2.25およびK = 2の場合の走査
パターンをを示す。走査パターンは開いている、すなわ
ち図２〜図７のようにはそれ自体で閉じていない。パタ
ーンの開始点および終点を表す点P1およびP2は離れてい
ることに注目されたい。速さの小さい方のミラー16また
は18の最初の回転において、走査は点P1で始まり、図８
に示すパターンをたどって点P2で終わる。速さの小さい
方のミラーの第２の回転中に、同じ走査パターンをたど
るが、今回はパターン全体は基準面に垂直な軸の周りに
Ｎの分数部分に360°を掛けたものに等しい角変位だけ
先行している。したがって、この場合分数部分 = 0.25
であれば、先行の角変位は 0.25 x 360°= 90°に等し
い。故に、パターンを閉じるには速さの小さい方のミラ
ーの４回転を必要とし、これを図11に示してある。図10
は速さの小さい方のミラーの第３回転後の歳差パターン
を示し、図11は速さの小さい方のミラーの第４回転後の
歳差パターンを示す。

【００２７】先に述べたとおり、走査パターンの大きさ
は、ミラーの傾斜角および第２ミラー18と記号との間の
距離によって決まる。傾斜角が小さい場合には、走査パ
ターンの大きさは(4A + 4B)Zに等しい。たとえば、A =
B = 4°（0.07ラジアン）でありかつZ = 7"であれば、
走査パターンの大きさは、4.4"であり、これは最長バー
コード記号よりわずかに長い。

【００２８】傾斜角は一定にすることができ、または調
節可能にすることもできる。たとえば、支持体28、36と
同様の一組の支持体を、各支持体の傾斜端を異なる角度
にプリセットして、設けることができる。こうしてユー
ザは特定の用途に対して適切な支持体を選択することが
できる。さもなければ、図12に示すように、ミラー16
は、その自由端がミラー16の背面に一方の側を押してい
る調節ねじ40を廻すことによりどんな必要な傾斜角にも
調節可能にセットすることができる。ねじは支持体28'
に装着された半径方向フランジ42にねじ込まれる。ミラ
ー16の背面の反対側はヒンジの一方の脚44に接続されて
おり、ヒンジの他方の脚46は支持体28'に装着されてい
る。

【００２９】速度コントローラ24、32は従来の速度コン
トローラである。モータ22、30が直流モータであれば、
その速さを、可変制御電圧を印加することにより極めて
正確に変えることができる。分巻モータの界磁コイルを
一定励磁すなわち付勢した状態で、速さは、それに加え
られる界磁電流の電圧によって大幅に変わる。界磁加減
抵抗器を用いて、モータに加えられる電流の電圧を調節
して無段変速制御を得ることができ、また回転の方向を
反転することもできるが、これは界磁電流の方向を逆に
することにより行われる。

【００３０】このようなアナログ式の制御装置以外に、
ディジタル式の制御装置を採用して、モータを、各速度
が制御電圧または制御電流の大きさにより決まる、離散
的速度で運転させることもできる。このような離散的速
度は、装置のユーザがアクセスしやすい範囲に有利に装
着された１つまたはそれ以上のスイッチにより、動作中
または動作外に切換えることができる。たとえば、レー
ザ走査システムの手持ち式ヘッドにある１個の瞬時操作
スイッチを手で作動させると、速度および回転方向を図
８〜図11に示した歳差走査パターンを発生するようにセ
ットすることができる。また、ヘッド上の別のこのよう
なスイッチを手で作動させると、図７の走査パターンを
発生させることができる。パターンの選択は、用途によ
って決まる。勿論、スイッチの手作動ではなく、自動的
に走査パターンを所定の順序で発生させることができ
る。たとえば、マイクロプロセッサを、記号読取りの開
始時に一定の順序で、速度および回転方向を自動的に変
更するように、プログラムすることができる。したがっ
て、図２〜図７のパターンを次々に、またはある順序
で、または個別パターンの組合わせの繰返しで、最終的
に記号が首尾よく走査され読取られてしまうまで、連続
的に発生させることができる。

【００３１】上述の走査パターンのいずれかに沿って進
行するビーム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、バーコード記号を示すデータに変
換する信号処理復号電子回路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、および距離Ｚの複素関数である。上述の多方向パタ
ーンについては、スポット速度はスポットがパターンに
沿って進行するにつれて正弦的に変化する。各ミラーに
よるスポットの線速度は、 V(インチ/秒 ) = 2πω(rev/s)R(インチ) で決まる。ここで、Ｒはいずれかのミラーによって作ら
れた円の半径である。

【００３２】Ｖ1およびＶ2がそれぞれ第１ミラー16およ
び第２ミラー18により発生されるスポットの線速度であ
るとすると、パターン内の最大速度ＶMAXは（Ｖ1＋Ｖ
2）であり、パターン内の最小速度ＶMINは（Ｖ2−Ｖ1）
である。Ｖ2>>Ｖ1であると仮定すれば、平均スポット速
度はＶ2である。数値例として、ω2 = 60 rev/s および
ω1 = 15 rev/s であると仮定する。更に各ミラーは1.5
インチに等しい半径の円を描くこと、およびミラーが反
対に回転すると仮定すれば、走査パターンは、花弁数
（N + 1）= 5を有するだろう。走査パターンの大きさは
約６インチになる。スポット速度Ｖ1 = 141 インチ/秒。ス
ポット速度Ｖ2 = 565 インチ/秒。平均スポット速度はＶ2
= 565 インチ/秒。ＶMAXはＶ1＋Ｖ2 = 706 インチ/秒。ＶMIN
はＶ2−Ｖ1 = 424 インチ/秒。

【００３３】上の数値例は、比較的低速のアナログ信号
処理および復号回路を使用してバーコード記号を読取る
のに望ましいレーザ走査を表している。上記のＶMAXと
ＶMINとの間のスポット速度の変動は、直線走査パター
ンまたはリサージュ走査パターンで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くなればなるほ
ど、信号処理および復号回路は複雑かつ高価になる。回
路は最大スポット速度に応答しなければならないからで
ある。従来技術と比較し、本発明により達成されるスポ
ット速度は低いため、より簡単で、廉価な電気回路を採
用することができる。また、本発明によれば、秒あたり
の所定数のフレームに対する平均スポット速度は従来構
成におけるものより小さい。

【００３４】また、本発明の２ミラー構成には「むだ」
時間が無い。スポットは常に走査パターン内にある。た
とえば、米国特許第4,387,397号明細書または同第4,40
9,470号明細書または同第4,369,361号明細書に記載され
ている形式のスキャナの場合のように、ビームスポット
の速度が０に等しくなる場所は存在しない。原則とし
て、走査パターンのすべての部分を復号に使用すること
ができる。たとえば、図７に示すように、線の曲率半径
が線が記号の少なくとも半分を覆うようになっていれ
ば、復号に有用な比較的真直ぐで曲がりのゆるやかな線
を有するパターンの部分が存在する。

【００３５】さらに、図７に示すように、本発明の走査
パターンにはＮ重の対称を有し、100％の走査効率があ
る。パターンは視野全体にわたり均等にかつ非常に高密
度である。リサージュパターンの場合にあったような、
使用できない、きつく曲がったパターンの部分は少な
い。パターンは、各々が記号および／または検出器の視
野を走査することのできる、大きな曲率半径を有する有
効な、曲がりのゆるやかな部分が存在する。

【００３６】図１に示した２ミラーを有する走査パター
ン発生器は、かなり複雑な多方向走査パターンを発生す
ることのできる簡単で、軽量で、小型の装置である。図
１に示した構成要素のすべては、バーコード記号を読取
る手持ち式ヘッドに（たとえば、米国特許第4,387,297
号に図示されているように）、または卓上型ワークステ
ーション（たとえば、米国特許第4,409,470号明細書に
図示されているように）の中に格納することができる。
それは小売店の売場カウンタ上面の下に容易に格納する
ことができる。それは、図14および図15について以下に
説明するように、そのヘッドが上方走査モードまたは側
面走査モードにおいて、作業面上方に、Ｓ字型支持体で
支持されているワークステーションに容易に組込むこと
ができる。

【００３７】図１の実施例の変形として、図13は走査パ
ターン52を発生する別の装置50を示しているが、これ
は、第２の回転機が、その内容全体をここに引用して取
入れてある米国特許第4,496,831号明細書に記載されて
いる形式の走査要素で置換えられている他は、装置10と
同じである。第２平面状前面ミラー54は、可逆モータ58
の出力軸56に平行な平面内で取付けられていることに注
目されたい。ミラー54は両方向矢印の方向にそれぞれ揺
動する。ミラー54の上に形成される楕円は図示した２つ
の最終軌跡の間で記号20を直線的に横切って移動する。

【００３８】本発明により発生される走査パターンは、
バーコード読取りに対してだけではなく、探索システ
ム、視覚的誤楽システム、精密照準などにも使用するこ
とができる。ミラーの代わりに、光ビームを光路に沿っ
て導くように配列されたプリズムまたは類似の光学要素
も利用することができる。

【００３９】歳差運動パターンは、記号が存在する平面
に対してほぼ垂直な軸の周りに回転するが（図８〜図11
を参照）、これは記号が静止している場合、または記号
の高さが切り縮められている場合の用途に特に有利であ
る。空間的回転パターンは、パターンの回転中パターン
の走査線の少なくとも１つが記号を横切る可能性が大き
くなるので、記号が走査されないことはほとんどない。
これは、進行波の特性を持つリサージュパターンと対照
的である。

【００４０】次に図14では、先に述べたように、図１に
示す構成要素のすべてを、ヘッド102、カウンタ上面ま
たは類似の支持面106に支持されている基台104、および
その一端がヘッド102に接続され、その反対端が基台104
に接続されている調節可能なＳ字状導管またはアーム10
8を有するワークステーション100内に格納されている。
可曲アーム108は中空であるから電線をその中に配線
し、電気信号をヘッド102内の構成要素に入出力するこ
とができる。アームは、手で所定方向に繰返し曲げるこ
とができ、かつそのように曲げたとき、オペレータが他
の方向に再度曲げるまで前記所定方向に保持することが
できる半剛性の金属材料から構成されている。アーム10
8を曲げることにより、ヘッド102はスキャナの外部の作
業面付近に設置された記号に対して自在に調節可能に位
置決めすることができる。作業面または基準面は、カウ
ンタ上面106の平面か、またはわずか上方に、あるいは
基台104の上面の平面か、またはわずか上方であっても
よい。

【００４１】電気ケーブル110はワークステーション
を、便宜のためPOS装置のキャッシュレジスタとして図
示した端末112に接続している。端末112は、走査した記
号を示すデータを含む情報をオペレータに表示するため
の表示装置114、オペレータが走査した記号を示すデー
タを含む情報を手入力するためのキーボード116、金銭
を入れておく現金引出器118、情報を記録し、走査中の
記号を保持している物品を購入する顧客にレシートを供
給する紙テープ120、再充電して基台104またはヘッド10
2に装着されている電池に電力を供給する充電器122、復
号モジュール124（復号モジュールを基台104、アーム10
8、またはヘッド102に設置しない場合）、およびローカ
ルデータ記憶手段126（ローカルデータ記憶手段を基台1
04、アーム108、またはヘッド102に設置しない場合）を
備えている。端末112に格納されたデータはコネクタ128
を経由してホストコンピュータへ取り出すことができ
る。図14に示した装置全体はインテリジェント端末とし
て知られている。アーム108を自由に移動させることで
出射レーザビーム（矢印130で示す）が確実に記号に当
たり、または戻り反射光が記号から確実に集められるよ
うにすることができる。

【００４２】図15に示したインテリジェント端末は、同
じレジスタ112を有する。ヘッド132の形状はベル形また
はランプ形である。覆いすなわちフード142は、以下に
説明するように、ヘッド132に取付けられている。アー
ム134は、その反対端が基台に接続されていないが、そ
の代わり、直接レジスタ112に接続されている。図15の
インテリジェント端末は永久的走査装置として構想され
ている。

【００４３】図14および図15のレーザ走査ヘッドは、出
射レーザビームの他にセンサ手段の視野も走査される再
帰反射式のものである。他の変形案も本発明の範囲内に
あることが容易に理解されるであろう。たとえば、出射
レーザビームを、ヘッドにある１つの窓を通して記号に
向け、記号を横切って掃引させ、一方視野を走査せず、
戻りレーザ光をヘッドにある他の窓を通して集めるよう
にすることができる。また、出射レーザビームを記号に
向けるが、それを横切って掃引せずに、視野を走査する
こともできる。

【００４４】端末はキャッシュレジスタである必要はな
く、ヘッドに接続できるハーネス支持式ボックスまたは
手持ち式ボックスでもよい。各ヘッドは更に、図16に最
も良く示すように、走査する記号に関する情報をそれぞ
れ入力し、表示するために、オンボード式キーボード13
6およびオンボード式表示装置138を備えることができ
る。

【００４５】さらに他の変形として、各ヘッドは、図17
に最も良く示してあるように、更に、磁気ストライプを
有するクレジットカードが通過するスロット140を備え
ることができる。磁気的に符号化されたデータリーダが
ヘッド内に設置され、クレジットカード上の符号化デー
タを読み取る。図14に示したキャッシュレジスタ端末11
2、はワークステーション100と同じカウンタ上に設置す
る必要はなく、それから離れて別の支持面に設置しても
よいし、基台104の下に設置してもよい。

【００４６】上記実施例では、オペレータが、可曲アー
ム108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利点がある。実際上は、オ
ペレータは、走査する記号が付された物品を、走査ヘッ
ドの下をかなり急速に通過させる。ヘッドは作業面の全
部分を覆うレーザビーム走査パターンを発生するので、
オペレータは物品をカウンタ上面に形成されたＸ形スロ
ットのような特定の区域の上方を繰返して通過させる必
要はない。従来のスロット式スキャナでは記号を走査パ
ターンに対して正確に一致させるため、記号の付いた物
品をカウンタ上面のスロットを複数回通過させることが
度々必要であった。本発明の走査パターンは、都合の良
いことに、多方向パターンであるため、作業面上の物品
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
率が非常に高い。

【００４７】また、上記実施例では、目標物感知機能と
して知られている。スキャナのワークステーションはハ
ンドフリーモードで動作させることを意図しているの
で、走査が連続的に行われることが本発明の構成におい
て重要である。一般に、バーコード記号が、ワークステ
ーションで赤外線ビームの妨害により、検出され、正し
く符号化されると、記号を表すデータがPOS端末に自動
的に入力され、インジケータがオペレータに首尾良く読
取りが行われたことを知らせる。物品がワークステーシ
ョンにある間、走査線はなお物品上のバーコード記号を
走査し続けるが、読み取りが首尾良く行われた後、禁止
信号が発生して同じ記号を何度も読取ることがないよう
にする。

【００４８】さらに、上記実施例では、ヘッドに装着さ
れてオンボード式光検出器を過度に強い周囲光により過
負荷されないよう遮蔽する覆い142（図15）を備えてい
る利点がある。光検出器は、当然、記号からの情報保持
反射光および反射レーザ光が通る同じ戻りポートを通し
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、ノイズを表しており、覆い
は、周囲光が戻りポートに入るのを少なくとも部分的に
阻止することにより、ノイズを最小限度にし、光検出器
により発生されるアナログ信号の全体のＳＮ比を大きく
する。覆いは周囲光に対して不透明な遮光材料で作るこ
とが望ましい。

【００４９】図18は、図14に示すものと類似の他のワー
クステーション150を示すが、可曲アームではなく、ヘ
ッド102が、その端にアームを互いに対して自在に動か
す玉継手156、158、160を有する１対の剛性アーム152、
154により、少なくとも限られた範囲内で、自在に調節
可能である。アームは調節された位置に摩擦で保持する
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を用いてアームを所定の位置に固
定することもできる。

【００５０】図19は、発光ダイオードまたはレーザダイ
オードのような光源174が装着されているヘッド172、光
源174により伝えられた光ビームを光学的に修正する光
学系176、および記号により識別される物体184に取付け
られたラベル182に印刷された記号180（図20を参照）を
走査する、図１または図13と関連して上に説明したよう
な、走査パターン発生器178を備えている他のワークス
テーション170を示す。光ビームは折返しミラー186から
窓190で覆われた出口ポート188を通して記号まで反射す
る。窓190を通過する記号180から反射した光は折返しミ
ラー186により光検出器192に反射され、光検出器192の
アナログ電気信号出力は信号処理プロセッサ194に送ら
れ、そこでアナログ信号は従来の方法でディジタル化さ
れ、復号される。CCD検出器も使用することができる。

【００５１】ヘッド172は、前に説明したように可曲ア
ーム196に分離可能に接続されている。アーム196の一端
は、その相手部分202がヘッド172により支持されている
電気機械的コネクタ200の一部198を支持している。した
がって、ヘッド172は取外して、交換または修理するこ
とができる。アーム196の他端は、支持面206に載ってい
る基台204に接続されている。出射光ビームは、ヘッド
の位置および向きを調節することによりヘッド172の下
に設置される記号180に向けられる。

【００５２】走査パターン発生器により発生された走査
パターンは、１本の線208（図20）、図21(A)の４線星印
パターン、図21(B)の星形パターン、図21(C)の６線星印
パターン、図21(D)の角度的に片寄った、重ね合わせ三
目並べパターン、図21(E)のほぼ平行な走査線の組合わ
せ、図２〜図11の曲線パターンなどのような、１組の交
差線とすることができる。

【００５３】走査パターン発生器178が図１に示すよう
である場合には、図２〜図11の各種パターンは走査選択
ノブ210を所定の角度位置まで回すことにより発生され
る。ノブ210の回転の角度範囲は、電源214からの電圧に
より供給される加減抵抗器212のワイパーアームの変位
に対応する。発生器178の速度コントローラ24、32に供
給される電圧の大きさは、上に説明したように、どの走
査パターンを発生するかを指示する。

【００５４】回転ノブ210の代わりに、読取り前または
読取り中に走査パターンを変えるのにどんな形態の手
動、または自動の、制御器をも使用することができる。
電圧制御速度制御器以外に、走査パターンは他の手段に
よって変えることができる。たとえば、中央回転ミラー
を囲む折返しミラーの数を、たとえば、米国特許第4,81
6,661号明細書に開示されているように、手動制御器ま
たは自動制御器により変えることができる。走査パター
ンの選択は、オンボード式スキャナまたはスキャナから
離して設置されているシステムマイクロプロセッサに格
納されているソフトウェアによって行うこともできる。

【００５５】ワークステーション170は、走査ランプと
しても知られている。スーパーマーケットなどのような
小売り環境では、多数のランプがチェックアウトカウン
タに設置されている。別のランプが、肉、薬、魚、パ
ン、嗜好品の各部門のような専門の店内区域に設けられ
ている。別のランプを受取り部門または生産部門や、棚
卸しまたは電子製品調査の目的で売場に設置することが
できる。ランプはすべて集積システムとして中央制御セ
ンタに動作可能に接続されている。

【００５６】上述の要素の各々、または２つ以上が共
に、上述の形式とは異なる構成の別の形式にも有用な用
途を見出し得ることが理解されるであろう。上記実施例
では、自在に調節可能な光学スキャナを備えた販売時点
情報管理（ＰＯＳ）システムの例として説明したが、こ
れに限定されるものではなく、種々の修正、変更を行う
ことができる。

【００５７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
オペレータが、可曲アームを曲げて、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。ま
た、構造が簡単で、小型で、軽量で、丈夫な、多くの用
途に向くＰＯＳシステムを実現できる。さらに、多種類
の走査パターンを任意に変更することができるので、形
態の異なるバーコード記号の読み取りを確実にできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるワークステーションの調節可能ヘ
ッドと共に使用する多方向走査パターンを発生する装置
の１実施例の概略図である。

【図２】図１の実施例により発生される多方向走査パタ
ーンの例である。

【図３】図１の実施例により発生される多方向走査パタ
ーンの例である。

【図４】図１の実施例により発生される多方向走査パタ
ーンの例である。

【図５】図１の実施例により発生される多方向走査パタ
ーンの例である。

【図６】図１の実施例により発生される多方向走査パタ
ーンの例である。

【図７】図１の実施例により発生される多方向走査パタ
ーンの例である。

【図８】図１の実施例により発生される多方向走査パタ
ーンの例である。

【図９】図１の実施例により発生される多方向走査パタ
ーンの例である。

【図１０】図１の実施例により発生される多方向走査パ
ターンの例である。

【図１１】図１の実施例により発生される多方向走査パ
ターンの例である。

【図１２】図１の実施例と共に使用する代わりの傾斜角
調節装置である。

【図１３】本発明のワークステーションの調節可能ヘッ
ドと共に使用する走査パターン発生器の別の実施例の概
略図である。

【図１４】本発明の端末に接続されたワークステーショ
ンの１実施例の側面図である。

【図１５】本発明による端末に接続された覆いアセンブ
リと共に、ワークステーションの他の実施例示す側面図
である。

【図１６】変形したワークステーションの拡大上面図で
ある。

【図１７】別の変形したワークステーションの拡大側面
図である。

【図１８】更に別の変形したワークステーションの側面
図である。

【図１９】更に他の変形したワークステーションの概略
側面図である。

【図２０】記号上の単独走査線パターンの上面図であ
る。

【図２１】（Ａ）〜（Ｅ）は他の走査パターンの上面図
である。

【符号の説明】

１１光源１３光学系１９検出器２１アナログ／ディジタル変換器１７０ワークステーション１７２ヘッド１７４光源１７６光学系１７８走査パターン発生器１８０記号１８２ラベル１８４物体１８６折り返しミラー１８８出口ポート１９０窓１９２光検出器１９４信号処理プロセッサ１９６可曲アーム２００電気機械的コネクタ２０４基台２０６支持面

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光反射率の異なる部分を備えたマークを
読取る販売時点情報管理システムにおいて、 (A) (i) 光ビームを外部の作業面の付近に設置されたマ
ークの方に伝搬して指向する手段、(ii)少なくともマー
クから反射された可変強度の光の一部を視野全体にわた
って検出し、検出した光強度を示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マークを記
述したデータに処理する手段、(iv)前記光ビームおよび
前記視野のいずれか一方を前記マーク全体に広がる走査
パターンにより走査する手段、を備えている可動電気光
学スキャナ、 (B) 前記スキャナおよび光ビームを前記作業面に対して
調節可能に位置決めし、読取り中に、少なくとも前記ス
キャナを選ばれ調節された向きに一時的に保持する位置
決め手段、 (C) 前記走査パターンを、マークを読取るための複数の
所定パターンの１つとなるように選択するユーザ選択手
段、を設けたことを特徴とする販売時点情報管理システム。
【請求項２】請求項１記載の販売時点情報管理システ
ムにおいて、前記位置決め手段は、前記スキャナに結合された細長い
可曲アームを備えていることを特徴とする販売時点情報
管理システム。
【請求項３】請求項１記載の販売時点情報管理システ
ムにおいて、更に、データを記憶する手段、前記データを表示する手
段、およびマークに関する情報を入力する手段を有する
端末を備えたことを特徴とする販売時点情報管理システ
ム。
【請求項４】請求項１記載の販売時点情報管理システ
ムにおいて、前記スキャナは、指向手段、検出手段、処理手段、およ
び走査手段を内蔵するヘッドと、作業面上に設置された
基台ユニットとを備えており、更に基台ユニットに接続
された定置式キャッシュレジスタと、前記ヘッドおよび
前記キャッシュレジスタのうち少なくともいずれか一方
にマークに関連する情報を入力する手段を備えたことを
特徴とする販売時点情報管理システム。
【請求項５】請求項２記載の販売時点情報管理システ
ムにおいて、前記可曲アームは、繰返し曲げることのできる半剛性材
料から構成されていることを特徴とする販売時点情報管
理システム。
【請求項６】請求項２記載の販売時点情報管理システ
ムにおいて、前記可曲アームは、前記スキャナに接続されている電線
が配線された中空管であることを特徴とする販売時点情
報管理システム。
【請求項７】請求項１記載の販売時点情報管理システ
ムにおいて、前記指向手段は発光ダイオードを有することを特徴とす
る販売時点情報管理システム。
【請求項８】請求項２記載の販売時点情報管理システ
ムにおいて、前記スキャナは、前記可曲アームの一端に取り外し可能
に設置されたヘッドを備えたことを特徴とする販売時点
情報管理システム。
【請求項９】請求項１記載の販売時点情報管理システ
ムにおいて、前記走査パターンは１本の走査線であることを特徴とす
る販売時点情報管理システム。
【請求項１０】請求項１記載の販売時点情報管理シス
テムにおいて、前記走査パターンは一組のほぼ平行な走査線であること
を特徴とする販売時点情報管理システム。
【請求項１１】請求項１記載の販売時点情報管理シス
テムにおいて、前記走査パターンは一組の交差走査線であることを特徴
とする販売時点情報管理システム。
【請求項１２】請求項１記載の販売時点情報管理シス
テムにおいて、前記走査パターンは全方向性であることを特徴とする販
売時点情報管理システム。
【請求項１３】請求項１記載の販売時点情報管理シス
テムにおいて、前記走査パターンは曲線であることを特徴とする販売時
点情報管理システム。
【請求項１４】請求項１記載の販売時点情報管理シス
テムにおいて、前記ユーザ選択手段は、前記走査パターンを手動変更す
るための前記走査手段に動作可能に接続されていること
を特徴とする販売時点情報管理システム。
【請求項１５】光反射率の異なる部分を備えたマーク
を読取る販売時点情報管理システムにおいて、 (A) (i) ヘッド、(ii) 前記ヘッド内にあって光ビーム
を発生する光源、(iii) 前記ヘッド内にあって、光ビー
ムを光学的に変調し、ヘッドの外部の基準面の付近に配
置されたマークの方へ光路に沿って指向する光学手段、
(iv) 前記ヘッドにより支持されており、マークから視
野の上に反射された可変強度の光の少なくとも一部を検
出し、検出した光強度を示すアナログ電気信号を発生す
るセンサ手段、(v) 少なくとも前記光ビームおよび前
記視野のいずれか一方を、前記マークを横切る走査パタ
ーンにより走査する走査手段、(vi) 前記ヘッドの内部
にあって、前記アナログ電気信号を読取り中のマークを
示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から遠くへ導く導体手段、
を有するワークステーション、 (B) ヘッドに動作可能に接続され、かつ(i) 読取り中
のマークを示すデータを表示する表示手段、(ii) オペ
レータが読取り中のマークに関連する情報を入力するこ
とができるようにするキーボード手段、および(iii) 読
取り中のマークを示すデータを記憶するデータ格納手
段、を備えた端末、 (C) 前記ワークステーションおよび前記端末の少なくと
も一方に設置され、ディジタル信号を読取り中のマーク
を示すデータに復号する復号手段、 (D) 前記ワークステーションおよび前記端末の少なくと
も一方に設置され、ヘッドに電力を供給する再充電可能
な電源、 (E) 前記ワークステーションおよび前記端末の少なくと
も一方に設置され、マークの読取りを開始し、マークが
読取られたことを首尾よく判定するとマークの読取りを
終了させる読取制御手段、 (F) 前記ヘッドに結合された細長い可曲アームを有し、
前記ワークステーションの作業面に対して上方に調節可
能に位置決めし、少なくとも所定の調節方向に一時的に
保持する位置決め手段、 (G) 前記走査パターンをマークを読取るための複数の所
定の走査パターンの１つとなるように選択するユーザ選
択手段、から構成されていることを特徴とする販売時点情報管理
システム。
【請求項１６】請求項１５記載の販売時点情報管理シ
ステムにおいて、ワークステーションは支持面に支持された基台を備えて
おり、前記可曲アームは、一端がヘッドに接続され、他
端が基台に接続されている中空の細長い導管であり、こ
の可曲導管には複数の運動自由度があることを特徴とす
る販売時点情報管理システム。
【請求項１７】請求項１６記載の販売時点情報管理シ
ステムにおいて、導体手段は導管の内部を通して配線されている電線から
構成されていることを特徴とする販売時点情報管理シス
テム。
【請求項１８】請求項１５記載の販売時点情報管理シ
ステムにおいて、前記端末はキャッシュレジスタであることを特徴とする
販売時点情報管理システム。
【請求項１９】請求項１５記載の販売時点情報管理シ
ステムにおいて、前記可曲アームは、一端がヘッドに接続され、他端が端
末に接続されている細長い中空の導管であり、この可曲
導管には複数の運動自由度があることを特徴とする販売
時点情報管理システム。
【請求項２０】請求項１９記載の販売時点情報管理シ
ステムにおいて、前記導体手段は導管の内部を通して配線されている電線
から構成されていることを特徴とする販売時点情報管理
システム。
【請求項２１】光反射率の異なる部分を備えたマーク
を読取る方法であって、(a) 光ビームを可動電気光学的
スキャナの外部にある作業面の付近に設置されているマ
ークの方に伝搬して指向するステップ、(b) 少なくとも
前記マークから反射された可変強度の光の一部を視野全
体にわたって検出し、検出した光強度を示す電気信号を
発生するステップと、(c) 前記電気信号を、読取り中の
マークを示すデータに処理するステップと、(d) 前記光
ビームおよび前記視野の少なくとも一方を、マーク全体
にわたって広がる走査パターンにより走査するステッ
プ、(e) 前記スキャナおよび前記光ビームを、作業面に
対して調節可能に位置決めし、読取り中スキャナを所定
の調節方向に少なくとも一時的に保持するステップ、お
よび(f) 前記走査パターンをマークを読取るための複数
の所定走査パターンの１つとなるように選択するステッ
プ、を備えたことを特徴とする販売時点情報管理方法。